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Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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TEMA 2
CIRCUITOS DE CORRIENTE CONTINUA
II1 Ley de ohm
II2 Resistencia
II3 Potencia
II4 Energiacutea
II5 Instrumentos de medida
II6 Acoplamiento serie
II7 Acoplamiento paralelo
II8 Acoplamiento mixto
II9 Potencioacutemetros
II10 Leyes de Kirchoff
Cuestiones
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II1 LEY DE OHM
Un circuito eleacutectrico es un conjunto de elementos que forman un camino cerrado por el que circula la corriente eleacutectrica
Elementos baacutesicos de un circuito eleacutectrico
Elemento Siacutembolo Descripcioacuten
Generador
Elemento capaz de transformar alguna forma de energiacutea en energiacutea eleacutectrica
Receptor
Elemento que transforma la energiacutea eleacutectrica en otra forma de energiacutea calor luz movimientohellip
Interruptor
Elemento que abre y cierra el circuito impidiendo o permitiendo el paso de la corriente eleacutectrica
Conductor
Elemento que unen los distintos elemento del circuito y permiten la circulacioacuten de corriente
El circuito eleacutectrico baacutesico estaacute compuesto por un generador un interruptor un receptor y unos conductores unieacutendolos
En este circuito el generador es el que impulsa a las cargas a moverse a traveacutes de los conductores el interruptor es el que controla este movimiento y el receptor es el que utiliza los electrones que circulan a traveacutes suyo para producir luz calor movimientohellip
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Las cargas que se mueven son los electrones que son de signo negativo y van del polo negativo al positivo este es el sentido real de la corriente Sin embargo el sentido convencional de la corriente que es el que se utiliza siempre considera erroacuteneamente que lo que se mueve son cargas positivas y va por tanto del positivo al negativo El fiacutesico alemaacuten GS Ohm descubrioacute que la relacioacuten entre la tensioacuten que hay en bornes de un receptor y la intensidad que lo circula siguen una proporcioacuten constante es decir que a mayor tensioacuten mayor intensidad circularaacute Y a la constante de proporcionalidad de cada receptor la llamoacute resistencia Quedando estas tres magnitudes relacionadas mediante la ley de Ohm
RIV sdot= donde R representa la resistencia y se mide en Ohmios (Ω) Ejercicio 1 Si por una resistencia de 500Ω circulan 3A Calcula la tensioacuten que
aparece entre los extremos de la resistencia Dibuja la resistencia el sentido
de la corriente e indica cuaacutel es el lado positivo de la resistencia
Ejercicio 2 Queremos conectar una bombilla incandescente de resistencia
50Ω a una pila de 12V mediante un interruptor Dibuja el circuito eleacutectrico
resultante Dibuja el sentido real de la corriente Calcula la corriente que
circularaacute por el circuito al cerrar el interruptor Indica la diferencia de
potencial en bornes de
a) la pila
b) la resistencia
c) el interruptor
d) los conductores
Ejercicio 3 Para saber la resistencia que tiene un hilo de cobre de 20m de
longitud le aplicamos una diferencia de potencial entre sus extremos de 5V y
medimos la corriente que circula en 26 mA Calcula la resistencia del hilo de
cobre
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EJERCICIOS II1 Ley de Ohm Alumno Grupo
1- Por un receptor circula una corriente de 06 A y su resistencia es de 50 Ω Calcula la tensioacuten en sus bornes 2- Queremos saber la resistencia de un calefactor para lo cual medimos la corriente mediante un amperiacutemetro y nos sale 7A Sabiendo que la tensioacuten es de 230V iquestCuaacutel es el valor de la resistencia del calefactor 3- Una persona toca por accidente los dos cables conductores provocando un cortocircuito Sabiendo que la diferencia de potencial entre los conductores es de 230 V y la resistencia del cuerpo humano es de 25 KΩ iquestCuaacutel seraacute la intensidad que recorre a la persona 4- iquestQueacute pila tendriacuteamos que utilizar si queremos que por el siguiente circuito pasen al menos 3 A Indica el sentido convencional de la corriente
5- Determina la tensioacuten que hay entre los distintos puntos del circuito con el interruptor abierto y con el interruptor cerrado
Tensiones I Abierto I Cerrado
A-B
B-C
C-D
D-A
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II2 RESISTENCIA
La resistencia eleacutectrica que ofrecen los conductores se debe a la dificultad que encuentran los electrones para circular a traveacutes de los aacutetomos que componen el conductor Esta resistencia vimos que depende del tipo de material que compone el conductor Esta caracteriacutestica la llamaacutebamos resistividad Pero tambieacuten depende de la geometriacutea del conductor Experimentalmente se comprueba que
S
lR sdot= ρ
Es decir que cuanto maacutes largo es el conductor mayor resistencia ofrece y cuanto maacutes grueso es menor resistencia ofrece Ejercicio 1 Compara las resistencias de un cable de cobre de 100m de
longitud y 6mm2 de seccioacuten y otro de 50m y 4mm2
Ejercicio 2 A un hilo de cobre de 40m de longitud y 5mm de radio lo
conectamos a una pila de 24V Calcula la intensidad que circula por el hilo
Hemos visto ya la resistividad de algunos materiales a 20ordmC Sin embargo cuando la temperatura del conductor aumenta (debido al calor desprendido al circular corriente por el mismo) la resistividad aumenta y por tanto la resistencia del conductor Matemaacuteticamente expresamos esta variacioacuten como
( )[ ]201ordm20 minussdot+sdot= TRR α
donde R20ordf es la resistencia a 20ordmC R es la resistencia a la temperatura T y α el coeficiente de temperatura Algunos coeficientes son Material α Material α Cobre 00038 Tungsteno 00045 Aluminio 00043 Plata 00061 Ejercicio 3 Calcula la resistencia de un filamento de una laacutempara
incandescente de tungsteno de 00001 mm2 de seccioacuten y 15 cm de longitud a
temperatura ambiente (20ordmC) y a temperatura de funcionamiento (2200ordmC)
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EJERCICIOS II2 Resistencia Alumno Grupo
1- Calcula la resistencia eleacutectrica de un conductor de aluminio de 200 m de longitud y de 16 mm2 de seccioacuten 2- Calcula la resistencia de una barra ciliacutendrica de hierro de 2 mm de radio y 3 metros de longitud 3- A un hilo de cobre de 50m de longitud y 15mm2 de seccioacuten le aplicamos un voltaje de 2V Calcula la intensidad de corriente que circularaacute Supongamos ahora que el hilo se calienta hasta 90ordmC iquestQueacute corriente circularaacute ahora 4- Un cable de aluminio de una liacutenea aeacuterea de media tensioacuten tiene una seccioacuten de 95 mm2 Si la corriente que circula por la liacutenea es de 120A y la longitud de la liacutenea es de 5 Km iquestQueacute diferencia de potencial hay entre sus extremos iquestQueacute tensioacuten habraacute en el lado negativo si en el lado positivo hay 6000V absolutos 5- Al aplicarle a una bombilla incandescente una tensioacuten de 230V circula por eacutel una intensidad de 260 mA Sabemos que el filamento es de tungsteno y mide 10cm de longitud a) Calcula la resistencia del filamento b) Calcula seccioacuten del filamento
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II3 POTENCIA
Se define la potencia como el trabajo realizado en una unidad de tiempo Matemaacuteticamente se expresa como
t
EP = donde P es la potencia y se mide en Vatios (W)
La potencia se aplica a todas las formas de la energiacutea Asiacute podemos hablar de potencia mecaacutenica lumiacutenica acuacutestica caloriacutefica y por supuesto eleacutectrica En el caso de la potencia eleacutectrica vimos que el trabajo eleacutectrico se produciacutea al desplazar electrones de un sitio con un potencial eleacutectrico a otro con distinto potencial y se mediacutea como
VQE ∆sdot= donde el signo del trabajo indicaba si se absorbiacutea o emitiacutea energiacutea Asiacute sustituyendo obtenemos que
VIt
VQ
t
EP ∆sdot=
∆sdot== VIP sdot=
Esta foacutermula la podemos combinar con la ley de Ohm para obtener las siguientes ecuaciones de la potencia eleacutectrica
( ) RIRIIVIP sdot=sdotsdot=sdot= 2 RIP sdot= 2
R
VV
R
VVIP
2
=sdot=sdot= R
VP
2
=
Ejercicio 1 Una bateriacutea de 24V genera una corriente de 4A iquestQueacute potencia
eleacutectrica estaacute generando
Ejercicio 2 Por una resistencia de 500Ω circula una corriente de 4A iquestQueacute
potencia consume la resistencia iquestSi circula el doble de corriente consumiraacute
el doble de potencia
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EJERCICIOS II3 Potencia Alumno Grupo
1- Un calefactor de 230 V consume 26 A iquestQueacute potencia eleacutectrica consume 2- iquestQueacute corriente consume una bombilla de 60 W y 230 V 3- Conectamos una bateriacutea de 24 V a una resistencia de 580 Ω iquestQueacute potencia consume la resistencia y queacute potencia genera la bateriacutea 4- Un receptor eleacutectrico gasta 200 W de potencia Si medimos la intensidad que circula por su interior nos da 166 A iquestQueacute tensioacuten se le ha aplicado 5- Una bombilla de 40 W se le aplica una tensioacuten de 125 V iquestQueacute intensidad pasa por la bombilla iquestCuaacutel es la resistencia de la bombilla 6- Calcula la potencia consumida por la resistencia
7- iquestQueacute resistencia tendriacuteamos que poner en el circuito anterior para que consumiera una potencia de 100 W 8- Por un hilo de aluminio de 4mm2 de seccioacuten y 15 m de longitud pasa una corriente de 12 A iquestQueacute potencia disipa el hilo en forma de calor
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II4 ENERGIacuteA
Definimos la potencia como el trabajo realizado en una unidad de tiempo Asiacute la energiacutea eleacutectrica se obtiene multiplicando la potencia por el tiempo
tPE sdot= Este trabajo o energiacutea se mide en Julios Sin embargo puesto que el Julio es una unidad de medida muy pequentildea las compantildeiacuteas eleacutectricas facturan la energiacutea consumida en kilovatios-hora (Kwh) Para obtener la energiacutea en Kwh basta con utilizar Kw para la potencia y horas para el tiempo Ejercicio 1 Una estufa eleacutectrica de 125V que consume 6A se queda encendida
medio diacutea iquestCuaacutenta energiacutea (en Julios y kwh) la estufa iquestCuaacutento me factura la
compantildeiacutea eleacutectrica por la energiacutea consumida si el coste del Kwh es de 14
ceacutentimos de euro
Hemos visto coacutemo la energiacutea eleacutectrica se transforma en otras formas de energiacutea como la luz movimiento sonidohellip Sin embargo cuando por un conductor circula corriente y se disipa energiacutea iquesten queacute se transforma La respuesta es en calor A este fenoacutemeno se le denomina efecto Joule La ley de Joule expresa el valor de la potencia y la energiacutea disipada por un conductor en forma de calor como
RIPJolue sdot=2 tRIEJoule sdotsdot=
2
El efecto Joule nos permite generar calor para aparatos de calefaccioacuten e iluminacioacuten de forma coacutemoda y sencilla pero tambieacuten provocan el efecto no deseado de hacernos perder energiacutea en forma de calor en conductores y receptores pudiendo sobrecalentarlos ademaacutes de obligarnos a incrementar las secciones de los conductores cuando queremos transportar una energiacutea eleacutectrica elevada Ejercicio 2 Conectamos un calentador eleacutectrico cuya resistencia vale 120Ω a
una tensioacuten de 125V durante 2 horas Calcula la intensidad de corriente que
consume el calentador Calcula la energiacutea y la potencia disipada por efecto
Joule
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EJERCICIOS II4 Energiacutea
Alumno Grupo
1- iquestCuaacutenta energiacutea (en Julios y en Kwh) consume una bombilla de 100 W encendida todo un diacutea 2- Un motor eleacutectrico de 230 V consume 4 A de corriente iquestCuaacutenta energiacutea (en Julios y en Kwh) habraacute consumido al cabo de media hora 3- Si el coste del Kwh es de 15 ceacutentimos calcula cuaacutento cuesta tener encendido 1000 horas una bombilla de 60 W 4- Calcula el ahorro que supone sustituir dicha bombilla por otra de bajo consumo que con 12 W ilumina lo mismo 5- Calcula la energiacutea disipada en forma de calor al cabo de una hora por un conductor de aluminio de 2 km de longitud y 16 mm2 por el que circulan 25 A Calcula ahora el coste econoacutemico suponiendo el coste del Kwh de 12 ceacutentimos 6- Calcula la energiacutea caloriacutefica generada por la resistencia al cabo de 2 diacuteas
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II5 INSTRUMENTOS DE MEDIDA
Los instrumentos de medida eleacutectricos sirven para conocer el estado del circuito o instalacioacuten eleacutectrica Es fundamental para el electricista conocer su funcionamiento para poder utilizarlos eficazmente y sin riesgo para el instrumento y la persona Podemos encontrar instrumentos de medida analoacutegicos (de aguja sobre escala graduada) o digitales (con display alfanumeacuterico) Los poliacutemetros digitales incorporan varios instrumentos de medida en el mismo aparato Es importante fijarse en la polaridad de la medida Cuando la polaridad es inversa en los instrumentos digitales nos daraacute una lectura negativa sin embargo en los instrumentos analoacutegicos como la aguja no puede desplazarse maacutes abajo del cero nos daraacute cero Tambieacuten hay que saber seleccionar la escala adecuada ajustaacutendola al rango de medidas esperado Si se desconoce completamente la lectura esperada hay que empezar midiendo con la escala mayor y si el resultado es cero o muy proacuteximo a cero iremos reduciendo la escala obteniendo mayor precisioacuten Si empezamos midiendo con una escala demasiada pequentildea la lectura nos daraacute el valor maacuteximo o apareceraacute un 1 en los poliacutemetros pudiendo dantildear el instrumento de medida VOLTIacuteMETRO Mide la diferencia de tensioacuten entre dos puntos del circuito Dispone de dos terminales para hacer contacto con los puntos del circuito deseados Tiene una resistencia interna muy elevada por lo que no puede pasar la corriente a traveacutes suyo Se conecta en paralelo con la carga a medir Si se conecta en serie interrumpiraacute la corriente y el circuito no funcionaraacute AMPERIacuteMETRO Mide la corriente que circula a traveacutes del instrumento de medida Dispone de dos terminales como si de un receptor se tratara Tiene una resistencia interna muy baja por lo que no ofrece resistencia al paso de la corriente Se conecta en serie con la carga a medir Si se conecta en paralelo provocaraacute un cortocircuito pudiendo dantildear el instrumento VATIacuteMETRO Mide la potencia media que consume una parte del circuito Internamente estaacute compuesto por un voltiacutemetro y un amperiacutemetro Dispone de 4 terminales dos para el voltiacutemetro y dos para el amperiacutemetro El voltiacutemetro se conecta en paralelo y el amperiacutemetro en serie siguiendo las precauciones antes mencionadas CONTADOR DE ENERGIacuteA Mide la energiacutea consumida por una instalacioacuten a lo largo del tiempo Es utilizado por las compantildeiacuteas eleacutectricas para medir el teacutermino de energiacutea de
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la factura eleacutectrica Internamente se comporta como un vatiacutemetro (un amperiacutemetro y un voltiacutemetro) OHMIacuteMETRO Mide la resistencia de una parte del circuito Dispone de dos terminales para hacer contacto con los puntos del circuito deseados Internamente estaacute compuesto por una fuente de alimentacioacuten interna muy pequentildea y un voltiacutemetro Se debe conectar sin tensioacuten Si se conecta con tensioacuten la fuente de alimentacioacuten del propio circuito falsearaacute la medida
Ejercicio 1 Conecta los instrumentos de medida necesarios para medir la
tensioacuten corriente y potencia de la resistencia
Ejercicio 2 Determina la lectura de los siguientes instrumentos de medida
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EJERCICIOS II5 Medidas
Alumno Grupo
1- Determina la lectura de cada uno de los instrumentos de medida
2- Determina la lectura de los siguientes instrumentos de medida con el pulsador abierto y con el interruptor cerrado
3- Determina la lectura de los siguientes instrumentos de medida si la tensioacuten de la pila es de 50V con el interruptor abierto y con el interruptor cerrado
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4- Determina la medida de cada vatiacutemetro
5- Determina la lectura de los siguientes instrumentos de medida con el interruptor abierto y con el interruptor cerrado
6- Determina la lectura de cada uno de los instrumentos de medida con el interruptor abierto y con el interruptor cerrado
V1 V2 A1 A2 W1 W2 Int Abierto Int Cerrado
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II6 ACOPLAMIENTO EN SERIE
Las resistencias pueden acoplarse de tres formas - serie cuando estaacuten colocadas una detraacutes de la otra de forma que la intensidad que circula por todas ellas sea la misma - paralelo cuando estaacuten colocadas una al lado de la otra de forma que la tensioacuten que hay en sus extremos sea la misma - mixto combinando serie y paralelo Llamamos resistencia equivalente de una parte del circuito al valor de la resistencia que sustituyendo al conjunto de resistencias de dicha porcioacuten de circuito provoca el mismo efecto que el circuito original Ahora estudiaremos el acoplamiento serie
A) La intensidad es la misma para cada una de las resistencias y de la resistencia equivalente
321 ==== IIII eq
B) La tensioacuten equivalente es igual a la suma de las tensiones individuales
321 +++= VVVVeq
C) La potencia equivalente es igual a la suma de las potencias individuales
321 +++= PPPPeq
D) La resistencia equivalente es igual a la suma de cada una de las resistencias
321 +++= RRRReq
Ejercicio 1 Calcula la potencia disipada por cada resistencia
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EJERCICIOS II6 Acoplamiento en serie
Alumno Grupo
1- Calcula la I PR1 PR2 PTotal
2- Calcula la PR2
3- Determina la lectura de los aparatos de medida
4- iquestQueacute resistencia hay que acoplar en serie para que la I=0192A
5- Calcula la PR1 con el conmutador en A y con el conmutador en B
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II7 ACOPLAMIENTO EN PARALELO
Decimos que un conjunto de resistencias estaacuten acopladas en paralelo cuando estaacuten colocadas una al lado de la otra de forma que la tensioacuten que hay en sus extremos sea la misma
A) La intensidad equivalente es igual a la suma de las intensidades individuales
321 +++= IIII eq
B) La tensioacuten es la misma para cada una de las resistencias y de la resistencia equivalente
321 ==== VVVVeq
C) La potencia equivalente es igual a la suma de las potencias individuales
321 +++= PPPPeq
D) La resistencia equivalente se calcula mediante la siguiente foacutermula
111
1
321
+++
=
RRR
Req
Ejercicio 1 Calcula la resistencia equivalente del circuito y la potencia total
disipada
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EJERCICIOS II7 Acoplamiento en paralelo
Alumno Grupo
1- Calcula la Req I1 I2 y Ieq
2- Calcula la potencia consumida por la resistencia 2
3- Determina la lectura de los instrumentos de medida
4- Calcula la potencia generada por la pila con el interruptor abierto y cerrado
5- Sea un circuito con una pila de 24V y 10 resistencias en paralelo de 50Ω cada una Calcula la resistencia equivalente y la intensidad total consumida
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II8 ACOPLAMIENTO MIXTO
Llamamos acoplamiento mixto cuando estaacuten presentes los dos tipos de acoplamiento ya estudiados paralelo y serie La dificultad de este tipo de ejercicios radica en aplicar en el orden correcto el caacutelculo de la resistencia equivalente en paralelo o en serie Primero hay que aislar los subconjuntos de resistencias que formen un acoplamiento puro (paralelo o serie) y sustituirlo por su resistencia equivalente Posteriormente iraacuten apareciendo nuevos acoplamientos puros con esta resistencia equivalente que seraacute reducidos otra vez Y asiacute sucesivamente hasta que podamos aplicar la ley de ohm y despejar las variables del circuito desconocidas Ejercicio 1 Calcula la resistencia equivalente del circuito y la potencia total
disipada Calcula ahora la potencia disipada por cada resistencia
Ejercicio 2 Calcula la potencia disipada por la resistencia 5
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EJERCICIOS II8 Acoplamiento mixto
Alumno Grupo
1- Calcula la resistencia equivalente del circuito la potencia consumida por la resistencia 3 y la intensidad que circula por la resistencia 2
2- Calcula la potencia consumida por la resistencia 2
3- Calcula la resistencia equivalente del circuito y potencia disipada por la resistencia 1
4- Determina la lectura de los instrumentos de medida
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II9 POTENCIOacuteMETRO
En muchas aplicaciones deseamos poder regular el valor de una resistencia con el fin de modificar el comportamiento de un circuito Cuando podamos regular dicho valor manualmente hablaremos de potencioacutemetros o reostatos Esto se consigue antildeadiendo a una resistencia un terminal que esteacute en contacto con un punto intermedio del conductor de forma que a mayor proximidad uno de los os terminales menor resistencia Un potencioacutemetro tendraacute por tanto tres terminales dos en los extremos y uno intermedio Se representa como
Ejercicio 1 Calcula la intensidad maacutexima y miacutenima que podraacute circular por el
siguiente circuito
Ejercicio 2 iquestEntre queacute valores de tensioacuten podemos regular la bombilla
incandescente
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EJERCICIOS II9 Potencioacutemetro
Alumno Grupo
1- Obteacuten la intensidad que circularaacute por el siguiente circuito si el potencioacutemetro estaacute regulado a) a maacutexima resistencia b) a miacutenima resistencia
2- Obteacuten el rango de lecturas del voltiacutemetro seguacuten regulemos el reostato
3- iquestEn queacute posicioacuten (arriba o abajo) conseguiremos que la bombilla brille con maacutexima intensidad iquestCuaacutenta potencia disiparaacute en este caso
4- Calcula la intensidad que atraviesa la resistencia 1 si el reostato estaacute regulado al 25 de su resistencia maacutexima
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II10 LEYES DE KIRCHOFF
Hasta ahora hemos considerado circuitos con soacutelo un generador y varias resistencias Pero hay circuitos maacutes complicados en los que se asocian varios generadores con varias resistencias Para resolver estos circuitos utilizaremos unas reglas sencillas propuestas por GR Kirchoff Conceptos previos - Nudo Es cualquier punto del circuito donde confluyen tres o maacutes conductores - Rama Es cualquier parte del circuito comprendida entro dos nudos adyacentes - Malla Es cualquier camino cerrado que pueda ser recorrido sin pasar maacutes de una vez por el mismo punto Leyes de Kirchoff 1ordf ley La suma de las intensidades que concurren en cualquier nudo es nula
sum = 0I
2ordf ley La suma de las caiacutedas de tensioacuten de todos los elementos de una malla es nula
sum = 0V
Para aplicar esta segunda ley primero asignamos un sentido de circulacioacuten arbitrario a cada rama Despueacutes comenzando de un punto cualquiera de una malla la recorremos en su totalidad sumando todas sus tensiones parciales y la igualamos a cero Para lo cual seguiremos el siguiente criterio de signos - La tensioacuten de cualquier generador (su fem) es positiva si lo recorremos del polo negativo al positivo y viceversa - La tensioacuten de cualquier resistencia (IR) es negativa si la recorremos en el mismo sentido que hemos asignado previamente a la intensidad y viceversa Aplicando las leyes de Kirchhoff obtendremos un sistema de ecuaciones resoluble Sin embargo el nuacutemero de ecuaciones obtenidas suele ser mayor que el nuacutemero de incoacutegnitas del sistema Asiacute empezaremos eliminando las ecuaciones de nudos redundantes (por ser combinacioacuten lineal de las otras) y luego eliminaremos ecuaciones de malla hasta igualar el nuacutemero de ecuaciones con el de incoacutegnitas Y ahora soacutelo queda resolver el sistema de ecuaciones
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Ejercicio 1 Aplica la primera ley de Kirchhoff para obtener la corriente que
circula por el siguiente circuito
Ejercicio 2 Identifica todos los nudos ramas y mallas del siguiente circuito
Ejercicio 3 Aplica las leyes de Kirchhoff para obtener las intensidades de
cada rama del circuito anterior
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EJERCICIOS II10 Leyes de kirchoff Alumno Grupo
1- Calcula la intensidad que recorre el circuito Indica su sentido
2- Calcula la intensidad si cada pila es de 5V (hay 3 pilas en serie)
3- Calcula la intensidad de cada una de las ramas del circuito
4- Calcula la intensidad de cada una de las ramas del circuito
5- Plantea las ecuaciones de Kirchhoff (no hace falta resolverlas)
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PRAacuteCTICA II1 SERIE Y PARALELO
El objeto de esta praacutectica es observar aplicar y comprobar los conceptos de tensioacuten resistencia corriente y potencia en los circuitos simples serie y paralelo El montaje de la praacutectica estaacute compuesto por dos sub-circuitos activados mediante un conmutador El primer sub-circuito corresponde a 3 portalaacutemparas en paralelo El segundo sub-circuito lo forman 2 portalaacutemparas en serie En ambos circuito mediremos tensiones e intensidades Inicialmente el circuito no tiene ninguna bombilla en los portalaacutemparas Esquema
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Actividades de un circuito simple 1- Si ponemos una laacutempara de 40W en el portalaacutemparas H1 y dejamos el conmutador en la posicioacuten del dibujo iquestQueacute tensioacuten mediremos en el portalaacutemparas H1 iquestQueacute corriente mediremos en el amperiacutemetro 2- Cambiamos el conmutador de posicioacuten iquestQueacute tensioacuten mediremos en el portalaacutemparas H1 iquestQueacute corriente mediremos en el amperiacutemetro 3- Cambiamos la laacutempara de 40W por una de 60W iquestQueacute tensioacuten mediremos en el portalaacutemparas H1 iquestQueacute corriente mediremos en el amperiacutemetro 4- Cambiamos la laacutempara de 60W por una de 25W iquestQueacute tensioacuten mediremos en el portalaacutemparas H1 iquestQueacute corriente mediremos en el amperiacutemetro 5- iquestQueacute bombilla luciraacute con mayor intensidad la de mayor potencia o la de menor potencia iquestY cuaacutel consume maacutes corriente 6- iquestQueacute pasaraacute si quitamos el amperiacutemetro iquestY si lo sustituimos el amperiacutemetro por un voltiacutemetro 7- Calcula mediante la ley de Ohm la resistencia en caliente de cada bombilla iquestCuaacutel ofrece maacutes resistencia al paso de la corriente 8- Mide ahora con el ohmioacutemetro la resistencia de cada una de las bombillas en friacuteo 9- Razona por queacute difiere la resistencia calculada en el punto 6 con la resistencia medida
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Actividades de un circuito paralelo 10- Volvemos a colocar el amperiacutemetro en vez del voltiacutemetro Colocamos una bombilla de 40W en H1 de 60W en H2 y de25 en H3 iquestQueacute laacutempara tendraacute mayor tensioacuten en sus extremos iquestCuaacutento valdraacute 11- iquestQueacute intensidad consumiraacute cada una de las laacutemparas iquestY las tres juntas 12- Calcula la resistencia que ofrecen las tres laacutemparas juntas mediante la ley de Ohm y mediante la suma de resistencias en paralelo Compaacuteralas 13- iquestPuede ser mayor la resistencia total que la resistencia interna de las laacutemparas 14- iquestQueacute laacutempara consume maacutes potencia de las tres iquestCuaacutenta potencia estaacuten consumiendo las tres laacutemparas juntas 15- iquestQueacute ocurre si desconectamos la laacutempara de 25 W del circuito iquestPueden funcionar las otras laacutemparas sin que funcione H3 iquestCuaacutento mediraacute el amperiacutemetro 16- iquestQueacute ocurriraacute si cortocircuitamos el portalaacutemparas H2
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Actividades de un circuito serie 17- Quitamos las laacutemparas de los portalaacutemparas en pararelo Colocamos en H4 la laacutempara de 40W y en H5 la de 60W Cambiamos de posicioacuten el conmutador iquestQueacute laacutempara luciraacute con mayor intensidad 18- iquestQueacute laacutempara tendraacute mayor tensioacuten en sus extremos Medimos ahora la tensioacuten de cada laacutempara y la intensidad del amperiacutemetro VH1= VH2= I= 19- La corriente medida por el amperiacutemetro seraacute mayor o menor que si tuvieacuteramos un circuito simple con soacutelo una de las laacutemparas iquestPor queacute 20- iquestQueacute ocurriraacute si cortocircuitamos la laacutempara H4 21- iquestQueacute ocurriraacute si desconectamos la laacutempara H5 22- iquestQueacute resistencia interna tiene cada laacutempara iquestPor queacute difiere este valor con el obtenido en el punto13 23- Cambiamos la laacutempara H4 de 40W por una de 25W iquestCuaacutel luciraacute con maacutes intensidad la de 25W o la de 60W iquestQueacute laacutempara tendraacute mayor tensioacuten en sus extremos
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CUESTIONES TEMA 2 CIRCUITOS DE CORRIENTE CONTINUA Haz una redaccioacuten de al menos 100 palabras con cada uno de los siguientes temas 1- El circuito eleacutectrico y sus elementos La resistencia la resistividad y la ley de Ohm 2- Potencia y energiacutea eleacutectrica Facturacioacuten de la electricidad El efecto Joule 3- Medida de las magnitudes eleacutectricas Instrumentos de medida 4- Acoplamiento serie y paralelo Leyes de Kirchoff para el anaacutelisis de circuitos eleacutectricos
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FORMULARIO TEMA 2 CIRCUITOS DE CORRIENTE CONTINUA
RIV sdot= IVP sdot= RIP sdot= 2 R
VP
2
=
S
lR sdot= ρ ( )[ ]201ordm20 minussdot+sdot= TRR α
t
EP = RIPJolue sdot= 2 tRIEJoule sdotsdot= 2
SERIE PARALELO
321 ==== IIII eq 321 +++= IIII eq
321 +++= VVVVeq 321 ==== VVVVeq
321 +++= PPPPeq 321 +++= PPPPeq
321 +++= RRRReq
1111
321
+++
=
RRR
Req
Leyes de Kirchoff 1ordf ley sum = 0I
2ordf ley sum = 0V
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II1 LEY DE OHM
Un circuito eleacutectrico es un conjunto de elementos que forman un camino cerrado por el que circula la corriente eleacutectrica
Elementos baacutesicos de un circuito eleacutectrico
Elemento Siacutembolo Descripcioacuten
Generador
Elemento capaz de transformar alguna forma de energiacutea en energiacutea eleacutectrica
Receptor
Elemento que transforma la energiacutea eleacutectrica en otra forma de energiacutea calor luz movimientohellip
Interruptor
Elemento que abre y cierra el circuito impidiendo o permitiendo el paso de la corriente eleacutectrica
Conductor
Elemento que unen los distintos elemento del circuito y permiten la circulacioacuten de corriente
El circuito eleacutectrico baacutesico estaacute compuesto por un generador un interruptor un receptor y unos conductores unieacutendolos
En este circuito el generador es el que impulsa a las cargas a moverse a traveacutes de los conductores el interruptor es el que controla este movimiento y el receptor es el que utiliza los electrones que circulan a traveacutes suyo para producir luz calor movimientohellip
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
3
Las cargas que se mueven son los electrones que son de signo negativo y van del polo negativo al positivo este es el sentido real de la corriente Sin embargo el sentido convencional de la corriente que es el que se utiliza siempre considera erroacuteneamente que lo que se mueve son cargas positivas y va por tanto del positivo al negativo El fiacutesico alemaacuten GS Ohm descubrioacute que la relacioacuten entre la tensioacuten que hay en bornes de un receptor y la intensidad que lo circula siguen una proporcioacuten constante es decir que a mayor tensioacuten mayor intensidad circularaacute Y a la constante de proporcionalidad de cada receptor la llamoacute resistencia Quedando estas tres magnitudes relacionadas mediante la ley de Ohm
RIV sdot= donde R representa la resistencia y se mide en Ohmios (Ω) Ejercicio 1 Si por una resistencia de 500Ω circulan 3A Calcula la tensioacuten que
aparece entre los extremos de la resistencia Dibuja la resistencia el sentido
de la corriente e indica cuaacutel es el lado positivo de la resistencia
Ejercicio 2 Queremos conectar una bombilla incandescente de resistencia
50Ω a una pila de 12V mediante un interruptor Dibuja el circuito eleacutectrico
resultante Dibuja el sentido real de la corriente Calcula la corriente que
circularaacute por el circuito al cerrar el interruptor Indica la diferencia de
potencial en bornes de
a) la pila
b) la resistencia
c) el interruptor
d) los conductores
Ejercicio 3 Para saber la resistencia que tiene un hilo de cobre de 20m de
longitud le aplicamos una diferencia de potencial entre sus extremos de 5V y
medimos la corriente que circula en 26 mA Calcula la resistencia del hilo de
cobre
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
4
EJERCICIOS II1 Ley de Ohm Alumno Grupo
1- Por un receptor circula una corriente de 06 A y su resistencia es de 50 Ω Calcula la tensioacuten en sus bornes 2- Queremos saber la resistencia de un calefactor para lo cual medimos la corriente mediante un amperiacutemetro y nos sale 7A Sabiendo que la tensioacuten es de 230V iquestCuaacutel es el valor de la resistencia del calefactor 3- Una persona toca por accidente los dos cables conductores provocando un cortocircuito Sabiendo que la diferencia de potencial entre los conductores es de 230 V y la resistencia del cuerpo humano es de 25 KΩ iquestCuaacutel seraacute la intensidad que recorre a la persona 4- iquestQueacute pila tendriacuteamos que utilizar si queremos que por el siguiente circuito pasen al menos 3 A Indica el sentido convencional de la corriente
5- Determina la tensioacuten que hay entre los distintos puntos del circuito con el interruptor abierto y con el interruptor cerrado
Tensiones I Abierto I Cerrado
A-B
B-C
C-D
D-A
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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II2 RESISTENCIA
La resistencia eleacutectrica que ofrecen los conductores se debe a la dificultad que encuentran los electrones para circular a traveacutes de los aacutetomos que componen el conductor Esta resistencia vimos que depende del tipo de material que compone el conductor Esta caracteriacutestica la llamaacutebamos resistividad Pero tambieacuten depende de la geometriacutea del conductor Experimentalmente se comprueba que
S
lR sdot= ρ
Es decir que cuanto maacutes largo es el conductor mayor resistencia ofrece y cuanto maacutes grueso es menor resistencia ofrece Ejercicio 1 Compara las resistencias de un cable de cobre de 100m de
longitud y 6mm2 de seccioacuten y otro de 50m y 4mm2
Ejercicio 2 A un hilo de cobre de 40m de longitud y 5mm de radio lo
conectamos a una pila de 24V Calcula la intensidad que circula por el hilo
Hemos visto ya la resistividad de algunos materiales a 20ordmC Sin embargo cuando la temperatura del conductor aumenta (debido al calor desprendido al circular corriente por el mismo) la resistividad aumenta y por tanto la resistencia del conductor Matemaacuteticamente expresamos esta variacioacuten como
( )[ ]201ordm20 minussdot+sdot= TRR α
donde R20ordf es la resistencia a 20ordmC R es la resistencia a la temperatura T y α el coeficiente de temperatura Algunos coeficientes son Material α Material α Cobre 00038 Tungsteno 00045 Aluminio 00043 Plata 00061 Ejercicio 3 Calcula la resistencia de un filamento de una laacutempara
incandescente de tungsteno de 00001 mm2 de seccioacuten y 15 cm de longitud a
temperatura ambiente (20ordmC) y a temperatura de funcionamiento (2200ordmC)
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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EJERCICIOS II2 Resistencia Alumno Grupo
1- Calcula la resistencia eleacutectrica de un conductor de aluminio de 200 m de longitud y de 16 mm2 de seccioacuten 2- Calcula la resistencia de una barra ciliacutendrica de hierro de 2 mm de radio y 3 metros de longitud 3- A un hilo de cobre de 50m de longitud y 15mm2 de seccioacuten le aplicamos un voltaje de 2V Calcula la intensidad de corriente que circularaacute Supongamos ahora que el hilo se calienta hasta 90ordmC iquestQueacute corriente circularaacute ahora 4- Un cable de aluminio de una liacutenea aeacuterea de media tensioacuten tiene una seccioacuten de 95 mm2 Si la corriente que circula por la liacutenea es de 120A y la longitud de la liacutenea es de 5 Km iquestQueacute diferencia de potencial hay entre sus extremos iquestQueacute tensioacuten habraacute en el lado negativo si en el lado positivo hay 6000V absolutos 5- Al aplicarle a una bombilla incandescente una tensioacuten de 230V circula por eacutel una intensidad de 260 mA Sabemos que el filamento es de tungsteno y mide 10cm de longitud a) Calcula la resistencia del filamento b) Calcula seccioacuten del filamento
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7
II3 POTENCIA
Se define la potencia como el trabajo realizado en una unidad de tiempo Matemaacuteticamente se expresa como
t
EP = donde P es la potencia y se mide en Vatios (W)
La potencia se aplica a todas las formas de la energiacutea Asiacute podemos hablar de potencia mecaacutenica lumiacutenica acuacutestica caloriacutefica y por supuesto eleacutectrica En el caso de la potencia eleacutectrica vimos que el trabajo eleacutectrico se produciacutea al desplazar electrones de un sitio con un potencial eleacutectrico a otro con distinto potencial y se mediacutea como
VQE ∆sdot= donde el signo del trabajo indicaba si se absorbiacutea o emitiacutea energiacutea Asiacute sustituyendo obtenemos que
VIt
VQ
t
EP ∆sdot=
∆sdot== VIP sdot=
Esta foacutermula la podemos combinar con la ley de Ohm para obtener las siguientes ecuaciones de la potencia eleacutectrica
( ) RIRIIVIP sdot=sdotsdot=sdot= 2 RIP sdot= 2
R
VV
R
VVIP
2
=sdot=sdot= R
VP
2
=
Ejercicio 1 Una bateriacutea de 24V genera una corriente de 4A iquestQueacute potencia
eleacutectrica estaacute generando
Ejercicio 2 Por una resistencia de 500Ω circula una corriente de 4A iquestQueacute
potencia consume la resistencia iquestSi circula el doble de corriente consumiraacute
el doble de potencia
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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EJERCICIOS II3 Potencia Alumno Grupo
1- Un calefactor de 230 V consume 26 A iquestQueacute potencia eleacutectrica consume 2- iquestQueacute corriente consume una bombilla de 60 W y 230 V 3- Conectamos una bateriacutea de 24 V a una resistencia de 580 Ω iquestQueacute potencia consume la resistencia y queacute potencia genera la bateriacutea 4- Un receptor eleacutectrico gasta 200 W de potencia Si medimos la intensidad que circula por su interior nos da 166 A iquestQueacute tensioacuten se le ha aplicado 5- Una bombilla de 40 W se le aplica una tensioacuten de 125 V iquestQueacute intensidad pasa por la bombilla iquestCuaacutel es la resistencia de la bombilla 6- Calcula la potencia consumida por la resistencia
7- iquestQueacute resistencia tendriacuteamos que poner en el circuito anterior para que consumiera una potencia de 100 W 8- Por un hilo de aluminio de 4mm2 de seccioacuten y 15 m de longitud pasa una corriente de 12 A iquestQueacute potencia disipa el hilo en forma de calor
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II4 ENERGIacuteA
Definimos la potencia como el trabajo realizado en una unidad de tiempo Asiacute la energiacutea eleacutectrica se obtiene multiplicando la potencia por el tiempo
tPE sdot= Este trabajo o energiacutea se mide en Julios Sin embargo puesto que el Julio es una unidad de medida muy pequentildea las compantildeiacuteas eleacutectricas facturan la energiacutea consumida en kilovatios-hora (Kwh) Para obtener la energiacutea en Kwh basta con utilizar Kw para la potencia y horas para el tiempo Ejercicio 1 Una estufa eleacutectrica de 125V que consume 6A se queda encendida
medio diacutea iquestCuaacutenta energiacutea (en Julios y kwh) la estufa iquestCuaacutento me factura la
compantildeiacutea eleacutectrica por la energiacutea consumida si el coste del Kwh es de 14
ceacutentimos de euro
Hemos visto coacutemo la energiacutea eleacutectrica se transforma en otras formas de energiacutea como la luz movimiento sonidohellip Sin embargo cuando por un conductor circula corriente y se disipa energiacutea iquesten queacute se transforma La respuesta es en calor A este fenoacutemeno se le denomina efecto Joule La ley de Joule expresa el valor de la potencia y la energiacutea disipada por un conductor en forma de calor como
RIPJolue sdot=2 tRIEJoule sdotsdot=
2
El efecto Joule nos permite generar calor para aparatos de calefaccioacuten e iluminacioacuten de forma coacutemoda y sencilla pero tambieacuten provocan el efecto no deseado de hacernos perder energiacutea en forma de calor en conductores y receptores pudiendo sobrecalentarlos ademaacutes de obligarnos a incrementar las secciones de los conductores cuando queremos transportar una energiacutea eleacutectrica elevada Ejercicio 2 Conectamos un calentador eleacutectrico cuya resistencia vale 120Ω a
una tensioacuten de 125V durante 2 horas Calcula la intensidad de corriente que
consume el calentador Calcula la energiacutea y la potencia disipada por efecto
Joule
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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EJERCICIOS II4 Energiacutea
Alumno Grupo
1- iquestCuaacutenta energiacutea (en Julios y en Kwh) consume una bombilla de 100 W encendida todo un diacutea 2- Un motor eleacutectrico de 230 V consume 4 A de corriente iquestCuaacutenta energiacutea (en Julios y en Kwh) habraacute consumido al cabo de media hora 3- Si el coste del Kwh es de 15 ceacutentimos calcula cuaacutento cuesta tener encendido 1000 horas una bombilla de 60 W 4- Calcula el ahorro que supone sustituir dicha bombilla por otra de bajo consumo que con 12 W ilumina lo mismo 5- Calcula la energiacutea disipada en forma de calor al cabo de una hora por un conductor de aluminio de 2 km de longitud y 16 mm2 por el que circulan 25 A Calcula ahora el coste econoacutemico suponiendo el coste del Kwh de 12 ceacutentimos 6- Calcula la energiacutea caloriacutefica generada por la resistencia al cabo de 2 diacuteas
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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II5 INSTRUMENTOS DE MEDIDA
Los instrumentos de medida eleacutectricos sirven para conocer el estado del circuito o instalacioacuten eleacutectrica Es fundamental para el electricista conocer su funcionamiento para poder utilizarlos eficazmente y sin riesgo para el instrumento y la persona Podemos encontrar instrumentos de medida analoacutegicos (de aguja sobre escala graduada) o digitales (con display alfanumeacuterico) Los poliacutemetros digitales incorporan varios instrumentos de medida en el mismo aparato Es importante fijarse en la polaridad de la medida Cuando la polaridad es inversa en los instrumentos digitales nos daraacute una lectura negativa sin embargo en los instrumentos analoacutegicos como la aguja no puede desplazarse maacutes abajo del cero nos daraacute cero Tambieacuten hay que saber seleccionar la escala adecuada ajustaacutendola al rango de medidas esperado Si se desconoce completamente la lectura esperada hay que empezar midiendo con la escala mayor y si el resultado es cero o muy proacuteximo a cero iremos reduciendo la escala obteniendo mayor precisioacuten Si empezamos midiendo con una escala demasiada pequentildea la lectura nos daraacute el valor maacuteximo o apareceraacute un 1 en los poliacutemetros pudiendo dantildear el instrumento de medida VOLTIacuteMETRO Mide la diferencia de tensioacuten entre dos puntos del circuito Dispone de dos terminales para hacer contacto con los puntos del circuito deseados Tiene una resistencia interna muy elevada por lo que no puede pasar la corriente a traveacutes suyo Se conecta en paralelo con la carga a medir Si se conecta en serie interrumpiraacute la corriente y el circuito no funcionaraacute AMPERIacuteMETRO Mide la corriente que circula a traveacutes del instrumento de medida Dispone de dos terminales como si de un receptor se tratara Tiene una resistencia interna muy baja por lo que no ofrece resistencia al paso de la corriente Se conecta en serie con la carga a medir Si se conecta en paralelo provocaraacute un cortocircuito pudiendo dantildear el instrumento VATIacuteMETRO Mide la potencia media que consume una parte del circuito Internamente estaacute compuesto por un voltiacutemetro y un amperiacutemetro Dispone de 4 terminales dos para el voltiacutemetro y dos para el amperiacutemetro El voltiacutemetro se conecta en paralelo y el amperiacutemetro en serie siguiendo las precauciones antes mencionadas CONTADOR DE ENERGIacuteA Mide la energiacutea consumida por una instalacioacuten a lo largo del tiempo Es utilizado por las compantildeiacuteas eleacutectricas para medir el teacutermino de energiacutea de
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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la factura eleacutectrica Internamente se comporta como un vatiacutemetro (un amperiacutemetro y un voltiacutemetro) OHMIacuteMETRO Mide la resistencia de una parte del circuito Dispone de dos terminales para hacer contacto con los puntos del circuito deseados Internamente estaacute compuesto por una fuente de alimentacioacuten interna muy pequentildea y un voltiacutemetro Se debe conectar sin tensioacuten Si se conecta con tensioacuten la fuente de alimentacioacuten del propio circuito falsearaacute la medida
Ejercicio 1 Conecta los instrumentos de medida necesarios para medir la
tensioacuten corriente y potencia de la resistencia
Ejercicio 2 Determina la lectura de los siguientes instrumentos de medida
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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EJERCICIOS II5 Medidas
Alumno Grupo
1- Determina la lectura de cada uno de los instrumentos de medida
2- Determina la lectura de los siguientes instrumentos de medida con el pulsador abierto y con el interruptor cerrado
3- Determina la lectura de los siguientes instrumentos de medida si la tensioacuten de la pila es de 50V con el interruptor abierto y con el interruptor cerrado
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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4- Determina la medida de cada vatiacutemetro
5- Determina la lectura de los siguientes instrumentos de medida con el interruptor abierto y con el interruptor cerrado
6- Determina la lectura de cada uno de los instrumentos de medida con el interruptor abierto y con el interruptor cerrado
V1 V2 A1 A2 W1 W2 Int Abierto Int Cerrado
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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II6 ACOPLAMIENTO EN SERIE
Las resistencias pueden acoplarse de tres formas - serie cuando estaacuten colocadas una detraacutes de la otra de forma que la intensidad que circula por todas ellas sea la misma - paralelo cuando estaacuten colocadas una al lado de la otra de forma que la tensioacuten que hay en sus extremos sea la misma - mixto combinando serie y paralelo Llamamos resistencia equivalente de una parte del circuito al valor de la resistencia que sustituyendo al conjunto de resistencias de dicha porcioacuten de circuito provoca el mismo efecto que el circuito original Ahora estudiaremos el acoplamiento serie
A) La intensidad es la misma para cada una de las resistencias y de la resistencia equivalente
321 ==== IIII eq
B) La tensioacuten equivalente es igual a la suma de las tensiones individuales
321 +++= VVVVeq
C) La potencia equivalente es igual a la suma de las potencias individuales
321 +++= PPPPeq
D) La resistencia equivalente es igual a la suma de cada una de las resistencias
321 +++= RRRReq
Ejercicio 1 Calcula la potencia disipada por cada resistencia
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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EJERCICIOS II6 Acoplamiento en serie
Alumno Grupo
1- Calcula la I PR1 PR2 PTotal
2- Calcula la PR2
3- Determina la lectura de los aparatos de medida
4- iquestQueacute resistencia hay que acoplar en serie para que la I=0192A
5- Calcula la PR1 con el conmutador en A y con el conmutador en B
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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II7 ACOPLAMIENTO EN PARALELO
Decimos que un conjunto de resistencias estaacuten acopladas en paralelo cuando estaacuten colocadas una al lado de la otra de forma que la tensioacuten que hay en sus extremos sea la misma
A) La intensidad equivalente es igual a la suma de las intensidades individuales
321 +++= IIII eq
B) La tensioacuten es la misma para cada una de las resistencias y de la resistencia equivalente
321 ==== VVVVeq
C) La potencia equivalente es igual a la suma de las potencias individuales
321 +++= PPPPeq
D) La resistencia equivalente se calcula mediante la siguiente foacutermula
111
1
321
+++
=
RRR
Req
Ejercicio 1 Calcula la resistencia equivalente del circuito y la potencia total
disipada
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EJERCICIOS II7 Acoplamiento en paralelo
Alumno Grupo
1- Calcula la Req I1 I2 y Ieq
2- Calcula la potencia consumida por la resistencia 2
3- Determina la lectura de los instrumentos de medida
4- Calcula la potencia generada por la pila con el interruptor abierto y cerrado
5- Sea un circuito con una pila de 24V y 10 resistencias en paralelo de 50Ω cada una Calcula la resistencia equivalente y la intensidad total consumida
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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II8 ACOPLAMIENTO MIXTO
Llamamos acoplamiento mixto cuando estaacuten presentes los dos tipos de acoplamiento ya estudiados paralelo y serie La dificultad de este tipo de ejercicios radica en aplicar en el orden correcto el caacutelculo de la resistencia equivalente en paralelo o en serie Primero hay que aislar los subconjuntos de resistencias que formen un acoplamiento puro (paralelo o serie) y sustituirlo por su resistencia equivalente Posteriormente iraacuten apareciendo nuevos acoplamientos puros con esta resistencia equivalente que seraacute reducidos otra vez Y asiacute sucesivamente hasta que podamos aplicar la ley de ohm y despejar las variables del circuito desconocidas Ejercicio 1 Calcula la resistencia equivalente del circuito y la potencia total
disipada Calcula ahora la potencia disipada por cada resistencia
Ejercicio 2 Calcula la potencia disipada por la resistencia 5
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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EJERCICIOS II8 Acoplamiento mixto
Alumno Grupo
1- Calcula la resistencia equivalente del circuito la potencia consumida por la resistencia 3 y la intensidad que circula por la resistencia 2
2- Calcula la potencia consumida por la resistencia 2
3- Calcula la resistencia equivalente del circuito y potencia disipada por la resistencia 1
4- Determina la lectura de los instrumentos de medida
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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II9 POTENCIOacuteMETRO
En muchas aplicaciones deseamos poder regular el valor de una resistencia con el fin de modificar el comportamiento de un circuito Cuando podamos regular dicho valor manualmente hablaremos de potencioacutemetros o reostatos Esto se consigue antildeadiendo a una resistencia un terminal que esteacute en contacto con un punto intermedio del conductor de forma que a mayor proximidad uno de los os terminales menor resistencia Un potencioacutemetro tendraacute por tanto tres terminales dos en los extremos y uno intermedio Se representa como
Ejercicio 1 Calcula la intensidad maacutexima y miacutenima que podraacute circular por el
siguiente circuito
Ejercicio 2 iquestEntre queacute valores de tensioacuten podemos regular la bombilla
incandescente
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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EJERCICIOS II9 Potencioacutemetro
Alumno Grupo
1- Obteacuten la intensidad que circularaacute por el siguiente circuito si el potencioacutemetro estaacute regulado a) a maacutexima resistencia b) a miacutenima resistencia
2- Obteacuten el rango de lecturas del voltiacutemetro seguacuten regulemos el reostato
3- iquestEn queacute posicioacuten (arriba o abajo) conseguiremos que la bombilla brille con maacutexima intensidad iquestCuaacutenta potencia disiparaacute en este caso
4- Calcula la intensidad que atraviesa la resistencia 1 si el reostato estaacute regulado al 25 de su resistencia maacutexima
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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II10 LEYES DE KIRCHOFF
Hasta ahora hemos considerado circuitos con soacutelo un generador y varias resistencias Pero hay circuitos maacutes complicados en los que se asocian varios generadores con varias resistencias Para resolver estos circuitos utilizaremos unas reglas sencillas propuestas por GR Kirchoff Conceptos previos - Nudo Es cualquier punto del circuito donde confluyen tres o maacutes conductores - Rama Es cualquier parte del circuito comprendida entro dos nudos adyacentes - Malla Es cualquier camino cerrado que pueda ser recorrido sin pasar maacutes de una vez por el mismo punto Leyes de Kirchoff 1ordf ley La suma de las intensidades que concurren en cualquier nudo es nula
sum = 0I
2ordf ley La suma de las caiacutedas de tensioacuten de todos los elementos de una malla es nula
sum = 0V
Para aplicar esta segunda ley primero asignamos un sentido de circulacioacuten arbitrario a cada rama Despueacutes comenzando de un punto cualquiera de una malla la recorremos en su totalidad sumando todas sus tensiones parciales y la igualamos a cero Para lo cual seguiremos el siguiente criterio de signos - La tensioacuten de cualquier generador (su fem) es positiva si lo recorremos del polo negativo al positivo y viceversa - La tensioacuten de cualquier resistencia (IR) es negativa si la recorremos en el mismo sentido que hemos asignado previamente a la intensidad y viceversa Aplicando las leyes de Kirchhoff obtendremos un sistema de ecuaciones resoluble Sin embargo el nuacutemero de ecuaciones obtenidas suele ser mayor que el nuacutemero de incoacutegnitas del sistema Asiacute empezaremos eliminando las ecuaciones de nudos redundantes (por ser combinacioacuten lineal de las otras) y luego eliminaremos ecuaciones de malla hasta igualar el nuacutemero de ecuaciones con el de incoacutegnitas Y ahora soacutelo queda resolver el sistema de ecuaciones
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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Ejercicio 1 Aplica la primera ley de Kirchhoff para obtener la corriente que
circula por el siguiente circuito
Ejercicio 2 Identifica todos los nudos ramas y mallas del siguiente circuito
Ejercicio 3 Aplica las leyes de Kirchhoff para obtener las intensidades de
cada rama del circuito anterior
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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EJERCICIOS II10 Leyes de kirchoff Alumno Grupo
1- Calcula la intensidad que recorre el circuito Indica su sentido
2- Calcula la intensidad si cada pila es de 5V (hay 3 pilas en serie)
3- Calcula la intensidad de cada una de las ramas del circuito
4- Calcula la intensidad de cada una de las ramas del circuito
5- Plantea las ecuaciones de Kirchhoff (no hace falta resolverlas)
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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PRAacuteCTICA II1 SERIE Y PARALELO
El objeto de esta praacutectica es observar aplicar y comprobar los conceptos de tensioacuten resistencia corriente y potencia en los circuitos simples serie y paralelo El montaje de la praacutectica estaacute compuesto por dos sub-circuitos activados mediante un conmutador El primer sub-circuito corresponde a 3 portalaacutemparas en paralelo El segundo sub-circuito lo forman 2 portalaacutemparas en serie En ambos circuito mediremos tensiones e intensidades Inicialmente el circuito no tiene ninguna bombilla en los portalaacutemparas Esquema
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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Actividades de un circuito simple 1- Si ponemos una laacutempara de 40W en el portalaacutemparas H1 y dejamos el conmutador en la posicioacuten del dibujo iquestQueacute tensioacuten mediremos en el portalaacutemparas H1 iquestQueacute corriente mediremos en el amperiacutemetro 2- Cambiamos el conmutador de posicioacuten iquestQueacute tensioacuten mediremos en el portalaacutemparas H1 iquestQueacute corriente mediremos en el amperiacutemetro 3- Cambiamos la laacutempara de 40W por una de 60W iquestQueacute tensioacuten mediremos en el portalaacutemparas H1 iquestQueacute corriente mediremos en el amperiacutemetro 4- Cambiamos la laacutempara de 60W por una de 25W iquestQueacute tensioacuten mediremos en el portalaacutemparas H1 iquestQueacute corriente mediremos en el amperiacutemetro 5- iquestQueacute bombilla luciraacute con mayor intensidad la de mayor potencia o la de menor potencia iquestY cuaacutel consume maacutes corriente 6- iquestQueacute pasaraacute si quitamos el amperiacutemetro iquestY si lo sustituimos el amperiacutemetro por un voltiacutemetro 7- Calcula mediante la ley de Ohm la resistencia en caliente de cada bombilla iquestCuaacutel ofrece maacutes resistencia al paso de la corriente 8- Mide ahora con el ohmioacutemetro la resistencia de cada una de las bombillas en friacuteo 9- Razona por queacute difiere la resistencia calculada en el punto 6 con la resistencia medida
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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Actividades de un circuito paralelo 10- Volvemos a colocar el amperiacutemetro en vez del voltiacutemetro Colocamos una bombilla de 40W en H1 de 60W en H2 y de25 en H3 iquestQueacute laacutempara tendraacute mayor tensioacuten en sus extremos iquestCuaacutento valdraacute 11- iquestQueacute intensidad consumiraacute cada una de las laacutemparas iquestY las tres juntas 12- Calcula la resistencia que ofrecen las tres laacutemparas juntas mediante la ley de Ohm y mediante la suma de resistencias en paralelo Compaacuteralas 13- iquestPuede ser mayor la resistencia total que la resistencia interna de las laacutemparas 14- iquestQueacute laacutempara consume maacutes potencia de las tres iquestCuaacutenta potencia estaacuten consumiendo las tres laacutemparas juntas 15- iquestQueacute ocurre si desconectamos la laacutempara de 25 W del circuito iquestPueden funcionar las otras laacutemparas sin que funcione H3 iquestCuaacutento mediraacute el amperiacutemetro 16- iquestQueacute ocurriraacute si cortocircuitamos el portalaacutemparas H2
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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Actividades de un circuito serie 17- Quitamos las laacutemparas de los portalaacutemparas en pararelo Colocamos en H4 la laacutempara de 40W y en H5 la de 60W Cambiamos de posicioacuten el conmutador iquestQueacute laacutempara luciraacute con mayor intensidad 18- iquestQueacute laacutempara tendraacute mayor tensioacuten en sus extremos Medimos ahora la tensioacuten de cada laacutempara y la intensidad del amperiacutemetro VH1= VH2= I= 19- La corriente medida por el amperiacutemetro seraacute mayor o menor que si tuvieacuteramos un circuito simple con soacutelo una de las laacutemparas iquestPor queacute 20- iquestQueacute ocurriraacute si cortocircuitamos la laacutempara H4 21- iquestQueacute ocurriraacute si desconectamos la laacutempara H5 22- iquestQueacute resistencia interna tiene cada laacutempara iquestPor queacute difiere este valor con el obtenido en el punto13 23- Cambiamos la laacutempara H4 de 40W por una de 25W iquestCuaacutel luciraacute con maacutes intensidad la de 25W o la de 60W iquestQueacute laacutempara tendraacute mayor tensioacuten en sus extremos
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
30
CUESTIONES TEMA 2 CIRCUITOS DE CORRIENTE CONTINUA Haz una redaccioacuten de al menos 100 palabras con cada uno de los siguientes temas 1- El circuito eleacutectrico y sus elementos La resistencia la resistividad y la ley de Ohm 2- Potencia y energiacutea eleacutectrica Facturacioacuten de la electricidad El efecto Joule 3- Medida de las magnitudes eleacutectricas Instrumentos de medida 4- Acoplamiento serie y paralelo Leyes de Kirchoff para el anaacutelisis de circuitos eleacutectricos
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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FORMULARIO TEMA 2 CIRCUITOS DE CORRIENTE CONTINUA
RIV sdot= IVP sdot= RIP sdot= 2 R
VP
2
=
S
lR sdot= ρ ( )[ ]201ordm20 minussdot+sdot= TRR α
t
EP = RIPJolue sdot= 2 tRIEJoule sdotsdot= 2
SERIE PARALELO
321 ==== IIII eq 321 +++= IIII eq
321 +++= VVVVeq 321 ==== VVVVeq
321 +++= PPPPeq 321 +++= PPPPeq
321 +++= RRRReq
1111
321
+++
=
RRR
Req
Leyes de Kirchoff 1ordf ley sum = 0I
2ordf ley sum = 0V
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3
Las cargas que se mueven son los electrones que son de signo negativo y van del polo negativo al positivo este es el sentido real de la corriente Sin embargo el sentido convencional de la corriente que es el que se utiliza siempre considera erroacuteneamente que lo que se mueve son cargas positivas y va por tanto del positivo al negativo El fiacutesico alemaacuten GS Ohm descubrioacute que la relacioacuten entre la tensioacuten que hay en bornes de un receptor y la intensidad que lo circula siguen una proporcioacuten constante es decir que a mayor tensioacuten mayor intensidad circularaacute Y a la constante de proporcionalidad de cada receptor la llamoacute resistencia Quedando estas tres magnitudes relacionadas mediante la ley de Ohm
RIV sdot= donde R representa la resistencia y se mide en Ohmios (Ω) Ejercicio 1 Si por una resistencia de 500Ω circulan 3A Calcula la tensioacuten que
aparece entre los extremos de la resistencia Dibuja la resistencia el sentido
de la corriente e indica cuaacutel es el lado positivo de la resistencia
Ejercicio 2 Queremos conectar una bombilla incandescente de resistencia
50Ω a una pila de 12V mediante un interruptor Dibuja el circuito eleacutectrico
resultante Dibuja el sentido real de la corriente Calcula la corriente que
circularaacute por el circuito al cerrar el interruptor Indica la diferencia de
potencial en bornes de
a) la pila
b) la resistencia
c) el interruptor
d) los conductores
Ejercicio 3 Para saber la resistencia que tiene un hilo de cobre de 20m de
longitud le aplicamos una diferencia de potencial entre sus extremos de 5V y
medimos la corriente que circula en 26 mA Calcula la resistencia del hilo de
cobre
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
4
EJERCICIOS II1 Ley de Ohm Alumno Grupo
1- Por un receptor circula una corriente de 06 A y su resistencia es de 50 Ω Calcula la tensioacuten en sus bornes 2- Queremos saber la resistencia de un calefactor para lo cual medimos la corriente mediante un amperiacutemetro y nos sale 7A Sabiendo que la tensioacuten es de 230V iquestCuaacutel es el valor de la resistencia del calefactor 3- Una persona toca por accidente los dos cables conductores provocando un cortocircuito Sabiendo que la diferencia de potencial entre los conductores es de 230 V y la resistencia del cuerpo humano es de 25 KΩ iquestCuaacutel seraacute la intensidad que recorre a la persona 4- iquestQueacute pila tendriacuteamos que utilizar si queremos que por el siguiente circuito pasen al menos 3 A Indica el sentido convencional de la corriente
5- Determina la tensioacuten que hay entre los distintos puntos del circuito con el interruptor abierto y con el interruptor cerrado
Tensiones I Abierto I Cerrado
A-B
B-C
C-D
D-A
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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II2 RESISTENCIA
La resistencia eleacutectrica que ofrecen los conductores se debe a la dificultad que encuentran los electrones para circular a traveacutes de los aacutetomos que componen el conductor Esta resistencia vimos que depende del tipo de material que compone el conductor Esta caracteriacutestica la llamaacutebamos resistividad Pero tambieacuten depende de la geometriacutea del conductor Experimentalmente se comprueba que
S
lR sdot= ρ
Es decir que cuanto maacutes largo es el conductor mayor resistencia ofrece y cuanto maacutes grueso es menor resistencia ofrece Ejercicio 1 Compara las resistencias de un cable de cobre de 100m de
longitud y 6mm2 de seccioacuten y otro de 50m y 4mm2
Ejercicio 2 A un hilo de cobre de 40m de longitud y 5mm de radio lo
conectamos a una pila de 24V Calcula la intensidad que circula por el hilo
Hemos visto ya la resistividad de algunos materiales a 20ordmC Sin embargo cuando la temperatura del conductor aumenta (debido al calor desprendido al circular corriente por el mismo) la resistividad aumenta y por tanto la resistencia del conductor Matemaacuteticamente expresamos esta variacioacuten como
( )[ ]201ordm20 minussdot+sdot= TRR α
donde R20ordf es la resistencia a 20ordmC R es la resistencia a la temperatura T y α el coeficiente de temperatura Algunos coeficientes son Material α Material α Cobre 00038 Tungsteno 00045 Aluminio 00043 Plata 00061 Ejercicio 3 Calcula la resistencia de un filamento de una laacutempara
incandescente de tungsteno de 00001 mm2 de seccioacuten y 15 cm de longitud a
temperatura ambiente (20ordmC) y a temperatura de funcionamiento (2200ordmC)
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
6
EJERCICIOS II2 Resistencia Alumno Grupo
1- Calcula la resistencia eleacutectrica de un conductor de aluminio de 200 m de longitud y de 16 mm2 de seccioacuten 2- Calcula la resistencia de una barra ciliacutendrica de hierro de 2 mm de radio y 3 metros de longitud 3- A un hilo de cobre de 50m de longitud y 15mm2 de seccioacuten le aplicamos un voltaje de 2V Calcula la intensidad de corriente que circularaacute Supongamos ahora que el hilo se calienta hasta 90ordmC iquestQueacute corriente circularaacute ahora 4- Un cable de aluminio de una liacutenea aeacuterea de media tensioacuten tiene una seccioacuten de 95 mm2 Si la corriente que circula por la liacutenea es de 120A y la longitud de la liacutenea es de 5 Km iquestQueacute diferencia de potencial hay entre sus extremos iquestQueacute tensioacuten habraacute en el lado negativo si en el lado positivo hay 6000V absolutos 5- Al aplicarle a una bombilla incandescente una tensioacuten de 230V circula por eacutel una intensidad de 260 mA Sabemos que el filamento es de tungsteno y mide 10cm de longitud a) Calcula la resistencia del filamento b) Calcula seccioacuten del filamento
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
7
II3 POTENCIA
Se define la potencia como el trabajo realizado en una unidad de tiempo Matemaacuteticamente se expresa como
t
EP = donde P es la potencia y se mide en Vatios (W)
La potencia se aplica a todas las formas de la energiacutea Asiacute podemos hablar de potencia mecaacutenica lumiacutenica acuacutestica caloriacutefica y por supuesto eleacutectrica En el caso de la potencia eleacutectrica vimos que el trabajo eleacutectrico se produciacutea al desplazar electrones de un sitio con un potencial eleacutectrico a otro con distinto potencial y se mediacutea como
VQE ∆sdot= donde el signo del trabajo indicaba si se absorbiacutea o emitiacutea energiacutea Asiacute sustituyendo obtenemos que
VIt
VQ
t
EP ∆sdot=
∆sdot== VIP sdot=
Esta foacutermula la podemos combinar con la ley de Ohm para obtener las siguientes ecuaciones de la potencia eleacutectrica
( ) RIRIIVIP sdot=sdotsdot=sdot= 2 RIP sdot= 2
R
VV
R
VVIP
2
=sdot=sdot= R
VP
2
=
Ejercicio 1 Una bateriacutea de 24V genera una corriente de 4A iquestQueacute potencia
eleacutectrica estaacute generando
Ejercicio 2 Por una resistencia de 500Ω circula una corriente de 4A iquestQueacute
potencia consume la resistencia iquestSi circula el doble de corriente consumiraacute
el doble de potencia
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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EJERCICIOS II3 Potencia Alumno Grupo
1- Un calefactor de 230 V consume 26 A iquestQueacute potencia eleacutectrica consume 2- iquestQueacute corriente consume una bombilla de 60 W y 230 V 3- Conectamos una bateriacutea de 24 V a una resistencia de 580 Ω iquestQueacute potencia consume la resistencia y queacute potencia genera la bateriacutea 4- Un receptor eleacutectrico gasta 200 W de potencia Si medimos la intensidad que circula por su interior nos da 166 A iquestQueacute tensioacuten se le ha aplicado 5- Una bombilla de 40 W se le aplica una tensioacuten de 125 V iquestQueacute intensidad pasa por la bombilla iquestCuaacutel es la resistencia de la bombilla 6- Calcula la potencia consumida por la resistencia
7- iquestQueacute resistencia tendriacuteamos que poner en el circuito anterior para que consumiera una potencia de 100 W 8- Por un hilo de aluminio de 4mm2 de seccioacuten y 15 m de longitud pasa una corriente de 12 A iquestQueacute potencia disipa el hilo en forma de calor
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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II4 ENERGIacuteA
Definimos la potencia como el trabajo realizado en una unidad de tiempo Asiacute la energiacutea eleacutectrica se obtiene multiplicando la potencia por el tiempo
tPE sdot= Este trabajo o energiacutea se mide en Julios Sin embargo puesto que el Julio es una unidad de medida muy pequentildea las compantildeiacuteas eleacutectricas facturan la energiacutea consumida en kilovatios-hora (Kwh) Para obtener la energiacutea en Kwh basta con utilizar Kw para la potencia y horas para el tiempo Ejercicio 1 Una estufa eleacutectrica de 125V que consume 6A se queda encendida
medio diacutea iquestCuaacutenta energiacutea (en Julios y kwh) la estufa iquestCuaacutento me factura la
compantildeiacutea eleacutectrica por la energiacutea consumida si el coste del Kwh es de 14
ceacutentimos de euro
Hemos visto coacutemo la energiacutea eleacutectrica se transforma en otras formas de energiacutea como la luz movimiento sonidohellip Sin embargo cuando por un conductor circula corriente y se disipa energiacutea iquesten queacute se transforma La respuesta es en calor A este fenoacutemeno se le denomina efecto Joule La ley de Joule expresa el valor de la potencia y la energiacutea disipada por un conductor en forma de calor como
RIPJolue sdot=2 tRIEJoule sdotsdot=
2
El efecto Joule nos permite generar calor para aparatos de calefaccioacuten e iluminacioacuten de forma coacutemoda y sencilla pero tambieacuten provocan el efecto no deseado de hacernos perder energiacutea en forma de calor en conductores y receptores pudiendo sobrecalentarlos ademaacutes de obligarnos a incrementar las secciones de los conductores cuando queremos transportar una energiacutea eleacutectrica elevada Ejercicio 2 Conectamos un calentador eleacutectrico cuya resistencia vale 120Ω a
una tensioacuten de 125V durante 2 horas Calcula la intensidad de corriente que
consume el calentador Calcula la energiacutea y la potencia disipada por efecto
Joule
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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EJERCICIOS II4 Energiacutea
Alumno Grupo
1- iquestCuaacutenta energiacutea (en Julios y en Kwh) consume una bombilla de 100 W encendida todo un diacutea 2- Un motor eleacutectrico de 230 V consume 4 A de corriente iquestCuaacutenta energiacutea (en Julios y en Kwh) habraacute consumido al cabo de media hora 3- Si el coste del Kwh es de 15 ceacutentimos calcula cuaacutento cuesta tener encendido 1000 horas una bombilla de 60 W 4- Calcula el ahorro que supone sustituir dicha bombilla por otra de bajo consumo que con 12 W ilumina lo mismo 5- Calcula la energiacutea disipada en forma de calor al cabo de una hora por un conductor de aluminio de 2 km de longitud y 16 mm2 por el que circulan 25 A Calcula ahora el coste econoacutemico suponiendo el coste del Kwh de 12 ceacutentimos 6- Calcula la energiacutea caloriacutefica generada por la resistencia al cabo de 2 diacuteas
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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II5 INSTRUMENTOS DE MEDIDA
Los instrumentos de medida eleacutectricos sirven para conocer el estado del circuito o instalacioacuten eleacutectrica Es fundamental para el electricista conocer su funcionamiento para poder utilizarlos eficazmente y sin riesgo para el instrumento y la persona Podemos encontrar instrumentos de medida analoacutegicos (de aguja sobre escala graduada) o digitales (con display alfanumeacuterico) Los poliacutemetros digitales incorporan varios instrumentos de medida en el mismo aparato Es importante fijarse en la polaridad de la medida Cuando la polaridad es inversa en los instrumentos digitales nos daraacute una lectura negativa sin embargo en los instrumentos analoacutegicos como la aguja no puede desplazarse maacutes abajo del cero nos daraacute cero Tambieacuten hay que saber seleccionar la escala adecuada ajustaacutendola al rango de medidas esperado Si se desconoce completamente la lectura esperada hay que empezar midiendo con la escala mayor y si el resultado es cero o muy proacuteximo a cero iremos reduciendo la escala obteniendo mayor precisioacuten Si empezamos midiendo con una escala demasiada pequentildea la lectura nos daraacute el valor maacuteximo o apareceraacute un 1 en los poliacutemetros pudiendo dantildear el instrumento de medida VOLTIacuteMETRO Mide la diferencia de tensioacuten entre dos puntos del circuito Dispone de dos terminales para hacer contacto con los puntos del circuito deseados Tiene una resistencia interna muy elevada por lo que no puede pasar la corriente a traveacutes suyo Se conecta en paralelo con la carga a medir Si se conecta en serie interrumpiraacute la corriente y el circuito no funcionaraacute AMPERIacuteMETRO Mide la corriente que circula a traveacutes del instrumento de medida Dispone de dos terminales como si de un receptor se tratara Tiene una resistencia interna muy baja por lo que no ofrece resistencia al paso de la corriente Se conecta en serie con la carga a medir Si se conecta en paralelo provocaraacute un cortocircuito pudiendo dantildear el instrumento VATIacuteMETRO Mide la potencia media que consume una parte del circuito Internamente estaacute compuesto por un voltiacutemetro y un amperiacutemetro Dispone de 4 terminales dos para el voltiacutemetro y dos para el amperiacutemetro El voltiacutemetro se conecta en paralelo y el amperiacutemetro en serie siguiendo las precauciones antes mencionadas CONTADOR DE ENERGIacuteA Mide la energiacutea consumida por una instalacioacuten a lo largo del tiempo Es utilizado por las compantildeiacuteas eleacutectricas para medir el teacutermino de energiacutea de
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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la factura eleacutectrica Internamente se comporta como un vatiacutemetro (un amperiacutemetro y un voltiacutemetro) OHMIacuteMETRO Mide la resistencia de una parte del circuito Dispone de dos terminales para hacer contacto con los puntos del circuito deseados Internamente estaacute compuesto por una fuente de alimentacioacuten interna muy pequentildea y un voltiacutemetro Se debe conectar sin tensioacuten Si se conecta con tensioacuten la fuente de alimentacioacuten del propio circuito falsearaacute la medida
Ejercicio 1 Conecta los instrumentos de medida necesarios para medir la
tensioacuten corriente y potencia de la resistencia
Ejercicio 2 Determina la lectura de los siguientes instrumentos de medida
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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EJERCICIOS II5 Medidas
Alumno Grupo
1- Determina la lectura de cada uno de los instrumentos de medida
2- Determina la lectura de los siguientes instrumentos de medida con el pulsador abierto y con el interruptor cerrado
3- Determina la lectura de los siguientes instrumentos de medida si la tensioacuten de la pila es de 50V con el interruptor abierto y con el interruptor cerrado
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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4- Determina la medida de cada vatiacutemetro
5- Determina la lectura de los siguientes instrumentos de medida con el interruptor abierto y con el interruptor cerrado
6- Determina la lectura de cada uno de los instrumentos de medida con el interruptor abierto y con el interruptor cerrado
V1 V2 A1 A2 W1 W2 Int Abierto Int Cerrado
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II6 ACOPLAMIENTO EN SERIE
Las resistencias pueden acoplarse de tres formas - serie cuando estaacuten colocadas una detraacutes de la otra de forma que la intensidad que circula por todas ellas sea la misma - paralelo cuando estaacuten colocadas una al lado de la otra de forma que la tensioacuten que hay en sus extremos sea la misma - mixto combinando serie y paralelo Llamamos resistencia equivalente de una parte del circuito al valor de la resistencia que sustituyendo al conjunto de resistencias de dicha porcioacuten de circuito provoca el mismo efecto que el circuito original Ahora estudiaremos el acoplamiento serie
A) La intensidad es la misma para cada una de las resistencias y de la resistencia equivalente
321 ==== IIII eq
B) La tensioacuten equivalente es igual a la suma de las tensiones individuales
321 +++= VVVVeq
C) La potencia equivalente es igual a la suma de las potencias individuales
321 +++= PPPPeq
D) La resistencia equivalente es igual a la suma de cada una de las resistencias
321 +++= RRRReq
Ejercicio 1 Calcula la potencia disipada por cada resistencia
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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EJERCICIOS II6 Acoplamiento en serie
Alumno Grupo
1- Calcula la I PR1 PR2 PTotal
2- Calcula la PR2
3- Determina la lectura de los aparatos de medida
4- iquestQueacute resistencia hay que acoplar en serie para que la I=0192A
5- Calcula la PR1 con el conmutador en A y con el conmutador en B
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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II7 ACOPLAMIENTO EN PARALELO
Decimos que un conjunto de resistencias estaacuten acopladas en paralelo cuando estaacuten colocadas una al lado de la otra de forma que la tensioacuten que hay en sus extremos sea la misma
A) La intensidad equivalente es igual a la suma de las intensidades individuales
321 +++= IIII eq
B) La tensioacuten es la misma para cada una de las resistencias y de la resistencia equivalente
321 ==== VVVVeq
C) La potencia equivalente es igual a la suma de las potencias individuales
321 +++= PPPPeq
D) La resistencia equivalente se calcula mediante la siguiente foacutermula
111
1
321
+++
=
RRR
Req
Ejercicio 1 Calcula la resistencia equivalente del circuito y la potencia total
disipada
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EJERCICIOS II7 Acoplamiento en paralelo
Alumno Grupo
1- Calcula la Req I1 I2 y Ieq
2- Calcula la potencia consumida por la resistencia 2
3- Determina la lectura de los instrumentos de medida
4- Calcula la potencia generada por la pila con el interruptor abierto y cerrado
5- Sea un circuito con una pila de 24V y 10 resistencias en paralelo de 50Ω cada una Calcula la resistencia equivalente y la intensidad total consumida
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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II8 ACOPLAMIENTO MIXTO
Llamamos acoplamiento mixto cuando estaacuten presentes los dos tipos de acoplamiento ya estudiados paralelo y serie La dificultad de este tipo de ejercicios radica en aplicar en el orden correcto el caacutelculo de la resistencia equivalente en paralelo o en serie Primero hay que aislar los subconjuntos de resistencias que formen un acoplamiento puro (paralelo o serie) y sustituirlo por su resistencia equivalente Posteriormente iraacuten apareciendo nuevos acoplamientos puros con esta resistencia equivalente que seraacute reducidos otra vez Y asiacute sucesivamente hasta que podamos aplicar la ley de ohm y despejar las variables del circuito desconocidas Ejercicio 1 Calcula la resistencia equivalente del circuito y la potencia total
disipada Calcula ahora la potencia disipada por cada resistencia
Ejercicio 2 Calcula la potencia disipada por la resistencia 5
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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EJERCICIOS II8 Acoplamiento mixto
Alumno Grupo
1- Calcula la resistencia equivalente del circuito la potencia consumida por la resistencia 3 y la intensidad que circula por la resistencia 2
2- Calcula la potencia consumida por la resistencia 2
3- Calcula la resistencia equivalente del circuito y potencia disipada por la resistencia 1
4- Determina la lectura de los instrumentos de medida
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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II9 POTENCIOacuteMETRO
En muchas aplicaciones deseamos poder regular el valor de una resistencia con el fin de modificar el comportamiento de un circuito Cuando podamos regular dicho valor manualmente hablaremos de potencioacutemetros o reostatos Esto se consigue antildeadiendo a una resistencia un terminal que esteacute en contacto con un punto intermedio del conductor de forma que a mayor proximidad uno de los os terminales menor resistencia Un potencioacutemetro tendraacute por tanto tres terminales dos en los extremos y uno intermedio Se representa como
Ejercicio 1 Calcula la intensidad maacutexima y miacutenima que podraacute circular por el
siguiente circuito
Ejercicio 2 iquestEntre queacute valores de tensioacuten podemos regular la bombilla
incandescente
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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EJERCICIOS II9 Potencioacutemetro
Alumno Grupo
1- Obteacuten la intensidad que circularaacute por el siguiente circuito si el potencioacutemetro estaacute regulado a) a maacutexima resistencia b) a miacutenima resistencia
2- Obteacuten el rango de lecturas del voltiacutemetro seguacuten regulemos el reostato
3- iquestEn queacute posicioacuten (arriba o abajo) conseguiremos que la bombilla brille con maacutexima intensidad iquestCuaacutenta potencia disiparaacute en este caso
4- Calcula la intensidad que atraviesa la resistencia 1 si el reostato estaacute regulado al 25 de su resistencia maacutexima
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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II10 LEYES DE KIRCHOFF
Hasta ahora hemos considerado circuitos con soacutelo un generador y varias resistencias Pero hay circuitos maacutes complicados en los que se asocian varios generadores con varias resistencias Para resolver estos circuitos utilizaremos unas reglas sencillas propuestas por GR Kirchoff Conceptos previos - Nudo Es cualquier punto del circuito donde confluyen tres o maacutes conductores - Rama Es cualquier parte del circuito comprendida entro dos nudos adyacentes - Malla Es cualquier camino cerrado que pueda ser recorrido sin pasar maacutes de una vez por el mismo punto Leyes de Kirchoff 1ordf ley La suma de las intensidades que concurren en cualquier nudo es nula
sum = 0I
2ordf ley La suma de las caiacutedas de tensioacuten de todos los elementos de una malla es nula
sum = 0V
Para aplicar esta segunda ley primero asignamos un sentido de circulacioacuten arbitrario a cada rama Despueacutes comenzando de un punto cualquiera de una malla la recorremos en su totalidad sumando todas sus tensiones parciales y la igualamos a cero Para lo cual seguiremos el siguiente criterio de signos - La tensioacuten de cualquier generador (su fem) es positiva si lo recorremos del polo negativo al positivo y viceversa - La tensioacuten de cualquier resistencia (IR) es negativa si la recorremos en el mismo sentido que hemos asignado previamente a la intensidad y viceversa Aplicando las leyes de Kirchhoff obtendremos un sistema de ecuaciones resoluble Sin embargo el nuacutemero de ecuaciones obtenidas suele ser mayor que el nuacutemero de incoacutegnitas del sistema Asiacute empezaremos eliminando las ecuaciones de nudos redundantes (por ser combinacioacuten lineal de las otras) y luego eliminaremos ecuaciones de malla hasta igualar el nuacutemero de ecuaciones con el de incoacutegnitas Y ahora soacutelo queda resolver el sistema de ecuaciones
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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Ejercicio 1 Aplica la primera ley de Kirchhoff para obtener la corriente que
circula por el siguiente circuito
Ejercicio 2 Identifica todos los nudos ramas y mallas del siguiente circuito
Ejercicio 3 Aplica las leyes de Kirchhoff para obtener las intensidades de
cada rama del circuito anterior
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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EJERCICIOS II10 Leyes de kirchoff Alumno Grupo
1- Calcula la intensidad que recorre el circuito Indica su sentido
2- Calcula la intensidad si cada pila es de 5V (hay 3 pilas en serie)
3- Calcula la intensidad de cada una de las ramas del circuito
4- Calcula la intensidad de cada una de las ramas del circuito
5- Plantea las ecuaciones de Kirchhoff (no hace falta resolverlas)
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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PRAacuteCTICA II1 SERIE Y PARALELO
El objeto de esta praacutectica es observar aplicar y comprobar los conceptos de tensioacuten resistencia corriente y potencia en los circuitos simples serie y paralelo El montaje de la praacutectica estaacute compuesto por dos sub-circuitos activados mediante un conmutador El primer sub-circuito corresponde a 3 portalaacutemparas en paralelo El segundo sub-circuito lo forman 2 portalaacutemparas en serie En ambos circuito mediremos tensiones e intensidades Inicialmente el circuito no tiene ninguna bombilla en los portalaacutemparas Esquema
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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Actividades de un circuito simple 1- Si ponemos una laacutempara de 40W en el portalaacutemparas H1 y dejamos el conmutador en la posicioacuten del dibujo iquestQueacute tensioacuten mediremos en el portalaacutemparas H1 iquestQueacute corriente mediremos en el amperiacutemetro 2- Cambiamos el conmutador de posicioacuten iquestQueacute tensioacuten mediremos en el portalaacutemparas H1 iquestQueacute corriente mediremos en el amperiacutemetro 3- Cambiamos la laacutempara de 40W por una de 60W iquestQueacute tensioacuten mediremos en el portalaacutemparas H1 iquestQueacute corriente mediremos en el amperiacutemetro 4- Cambiamos la laacutempara de 60W por una de 25W iquestQueacute tensioacuten mediremos en el portalaacutemparas H1 iquestQueacute corriente mediremos en el amperiacutemetro 5- iquestQueacute bombilla luciraacute con mayor intensidad la de mayor potencia o la de menor potencia iquestY cuaacutel consume maacutes corriente 6- iquestQueacute pasaraacute si quitamos el amperiacutemetro iquestY si lo sustituimos el amperiacutemetro por un voltiacutemetro 7- Calcula mediante la ley de Ohm la resistencia en caliente de cada bombilla iquestCuaacutel ofrece maacutes resistencia al paso de la corriente 8- Mide ahora con el ohmioacutemetro la resistencia de cada una de las bombillas en friacuteo 9- Razona por queacute difiere la resistencia calculada en el punto 6 con la resistencia medida
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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Actividades de un circuito paralelo 10- Volvemos a colocar el amperiacutemetro en vez del voltiacutemetro Colocamos una bombilla de 40W en H1 de 60W en H2 y de25 en H3 iquestQueacute laacutempara tendraacute mayor tensioacuten en sus extremos iquestCuaacutento valdraacute 11- iquestQueacute intensidad consumiraacute cada una de las laacutemparas iquestY las tres juntas 12- Calcula la resistencia que ofrecen las tres laacutemparas juntas mediante la ley de Ohm y mediante la suma de resistencias en paralelo Compaacuteralas 13- iquestPuede ser mayor la resistencia total que la resistencia interna de las laacutemparas 14- iquestQueacute laacutempara consume maacutes potencia de las tres iquestCuaacutenta potencia estaacuten consumiendo las tres laacutemparas juntas 15- iquestQueacute ocurre si desconectamos la laacutempara de 25 W del circuito iquestPueden funcionar las otras laacutemparas sin que funcione H3 iquestCuaacutento mediraacute el amperiacutemetro 16- iquestQueacute ocurriraacute si cortocircuitamos el portalaacutemparas H2
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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Actividades de un circuito serie 17- Quitamos las laacutemparas de los portalaacutemparas en pararelo Colocamos en H4 la laacutempara de 40W y en H5 la de 60W Cambiamos de posicioacuten el conmutador iquestQueacute laacutempara luciraacute con mayor intensidad 18- iquestQueacute laacutempara tendraacute mayor tensioacuten en sus extremos Medimos ahora la tensioacuten de cada laacutempara y la intensidad del amperiacutemetro VH1= VH2= I= 19- La corriente medida por el amperiacutemetro seraacute mayor o menor que si tuvieacuteramos un circuito simple con soacutelo una de las laacutemparas iquestPor queacute 20- iquestQueacute ocurriraacute si cortocircuitamos la laacutempara H4 21- iquestQueacute ocurriraacute si desconectamos la laacutempara H5 22- iquestQueacute resistencia interna tiene cada laacutempara iquestPor queacute difiere este valor con el obtenido en el punto13 23- Cambiamos la laacutempara H4 de 40W por una de 25W iquestCuaacutel luciraacute con maacutes intensidad la de 25W o la de 60W iquestQueacute laacutempara tendraacute mayor tensioacuten en sus extremos
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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CUESTIONES TEMA 2 CIRCUITOS DE CORRIENTE CONTINUA Haz una redaccioacuten de al menos 100 palabras con cada uno de los siguientes temas 1- El circuito eleacutectrico y sus elementos La resistencia la resistividad y la ley de Ohm 2- Potencia y energiacutea eleacutectrica Facturacioacuten de la electricidad El efecto Joule 3- Medida de las magnitudes eleacutectricas Instrumentos de medida 4- Acoplamiento serie y paralelo Leyes de Kirchoff para el anaacutelisis de circuitos eleacutectricos
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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FORMULARIO TEMA 2 CIRCUITOS DE CORRIENTE CONTINUA
RIV sdot= IVP sdot= RIP sdot= 2 R
VP
2
=
S
lR sdot= ρ ( )[ ]201ordm20 minussdot+sdot= TRR α
t
EP = RIPJolue sdot= 2 tRIEJoule sdotsdot= 2
SERIE PARALELO
321 ==== IIII eq 321 +++= IIII eq
321 +++= VVVVeq 321 ==== VVVVeq
321 +++= PPPPeq 321 +++= PPPPeq
321 +++= RRRReq
1111
321
+++
=
RRR
Req
Leyes de Kirchoff 1ordf ley sum = 0I
2ordf ley sum = 0V
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EJERCICIOS II1 Ley de Ohm Alumno Grupo
1- Por un receptor circula una corriente de 06 A y su resistencia es de 50 Ω Calcula la tensioacuten en sus bornes 2- Queremos saber la resistencia de un calefactor para lo cual medimos la corriente mediante un amperiacutemetro y nos sale 7A Sabiendo que la tensioacuten es de 230V iquestCuaacutel es el valor de la resistencia del calefactor 3- Una persona toca por accidente los dos cables conductores provocando un cortocircuito Sabiendo que la diferencia de potencial entre los conductores es de 230 V y la resistencia del cuerpo humano es de 25 KΩ iquestCuaacutel seraacute la intensidad que recorre a la persona 4- iquestQueacute pila tendriacuteamos que utilizar si queremos que por el siguiente circuito pasen al menos 3 A Indica el sentido convencional de la corriente
5- Determina la tensioacuten que hay entre los distintos puntos del circuito con el interruptor abierto y con el interruptor cerrado
Tensiones I Abierto I Cerrado
A-B
B-C
C-D
D-A
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II2 RESISTENCIA
La resistencia eleacutectrica que ofrecen los conductores se debe a la dificultad que encuentran los electrones para circular a traveacutes de los aacutetomos que componen el conductor Esta resistencia vimos que depende del tipo de material que compone el conductor Esta caracteriacutestica la llamaacutebamos resistividad Pero tambieacuten depende de la geometriacutea del conductor Experimentalmente se comprueba que
S
lR sdot= ρ
Es decir que cuanto maacutes largo es el conductor mayor resistencia ofrece y cuanto maacutes grueso es menor resistencia ofrece Ejercicio 1 Compara las resistencias de un cable de cobre de 100m de
longitud y 6mm2 de seccioacuten y otro de 50m y 4mm2
Ejercicio 2 A un hilo de cobre de 40m de longitud y 5mm de radio lo
conectamos a una pila de 24V Calcula la intensidad que circula por el hilo
Hemos visto ya la resistividad de algunos materiales a 20ordmC Sin embargo cuando la temperatura del conductor aumenta (debido al calor desprendido al circular corriente por el mismo) la resistividad aumenta y por tanto la resistencia del conductor Matemaacuteticamente expresamos esta variacioacuten como
( )[ ]201ordm20 minussdot+sdot= TRR α
donde R20ordf es la resistencia a 20ordmC R es la resistencia a la temperatura T y α el coeficiente de temperatura Algunos coeficientes son Material α Material α Cobre 00038 Tungsteno 00045 Aluminio 00043 Plata 00061 Ejercicio 3 Calcula la resistencia de un filamento de una laacutempara
incandescente de tungsteno de 00001 mm2 de seccioacuten y 15 cm de longitud a
temperatura ambiente (20ordmC) y a temperatura de funcionamiento (2200ordmC)
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
6
EJERCICIOS II2 Resistencia Alumno Grupo
1- Calcula la resistencia eleacutectrica de un conductor de aluminio de 200 m de longitud y de 16 mm2 de seccioacuten 2- Calcula la resistencia de una barra ciliacutendrica de hierro de 2 mm de radio y 3 metros de longitud 3- A un hilo de cobre de 50m de longitud y 15mm2 de seccioacuten le aplicamos un voltaje de 2V Calcula la intensidad de corriente que circularaacute Supongamos ahora que el hilo se calienta hasta 90ordmC iquestQueacute corriente circularaacute ahora 4- Un cable de aluminio de una liacutenea aeacuterea de media tensioacuten tiene una seccioacuten de 95 mm2 Si la corriente que circula por la liacutenea es de 120A y la longitud de la liacutenea es de 5 Km iquestQueacute diferencia de potencial hay entre sus extremos iquestQueacute tensioacuten habraacute en el lado negativo si en el lado positivo hay 6000V absolutos 5- Al aplicarle a una bombilla incandescente una tensioacuten de 230V circula por eacutel una intensidad de 260 mA Sabemos que el filamento es de tungsteno y mide 10cm de longitud a) Calcula la resistencia del filamento b) Calcula seccioacuten del filamento
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7
II3 POTENCIA
Se define la potencia como el trabajo realizado en una unidad de tiempo Matemaacuteticamente se expresa como
t
EP = donde P es la potencia y se mide en Vatios (W)
La potencia se aplica a todas las formas de la energiacutea Asiacute podemos hablar de potencia mecaacutenica lumiacutenica acuacutestica caloriacutefica y por supuesto eleacutectrica En el caso de la potencia eleacutectrica vimos que el trabajo eleacutectrico se produciacutea al desplazar electrones de un sitio con un potencial eleacutectrico a otro con distinto potencial y se mediacutea como
VQE ∆sdot= donde el signo del trabajo indicaba si se absorbiacutea o emitiacutea energiacutea Asiacute sustituyendo obtenemos que
VIt
VQ
t
EP ∆sdot=
∆sdot== VIP sdot=
Esta foacutermula la podemos combinar con la ley de Ohm para obtener las siguientes ecuaciones de la potencia eleacutectrica
( ) RIRIIVIP sdot=sdotsdot=sdot= 2 RIP sdot= 2
R
VV
R
VVIP
2
=sdot=sdot= R
VP
2
=
Ejercicio 1 Una bateriacutea de 24V genera una corriente de 4A iquestQueacute potencia
eleacutectrica estaacute generando
Ejercicio 2 Por una resistencia de 500Ω circula una corriente de 4A iquestQueacute
potencia consume la resistencia iquestSi circula el doble de corriente consumiraacute
el doble de potencia
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
8
EJERCICIOS II3 Potencia Alumno Grupo
1- Un calefactor de 230 V consume 26 A iquestQueacute potencia eleacutectrica consume 2- iquestQueacute corriente consume una bombilla de 60 W y 230 V 3- Conectamos una bateriacutea de 24 V a una resistencia de 580 Ω iquestQueacute potencia consume la resistencia y queacute potencia genera la bateriacutea 4- Un receptor eleacutectrico gasta 200 W de potencia Si medimos la intensidad que circula por su interior nos da 166 A iquestQueacute tensioacuten se le ha aplicado 5- Una bombilla de 40 W se le aplica una tensioacuten de 125 V iquestQueacute intensidad pasa por la bombilla iquestCuaacutel es la resistencia de la bombilla 6- Calcula la potencia consumida por la resistencia
7- iquestQueacute resistencia tendriacuteamos que poner en el circuito anterior para que consumiera una potencia de 100 W 8- Por un hilo de aluminio de 4mm2 de seccioacuten y 15 m de longitud pasa una corriente de 12 A iquestQueacute potencia disipa el hilo en forma de calor
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
9
II4 ENERGIacuteA
Definimos la potencia como el trabajo realizado en una unidad de tiempo Asiacute la energiacutea eleacutectrica se obtiene multiplicando la potencia por el tiempo
tPE sdot= Este trabajo o energiacutea se mide en Julios Sin embargo puesto que el Julio es una unidad de medida muy pequentildea las compantildeiacuteas eleacutectricas facturan la energiacutea consumida en kilovatios-hora (Kwh) Para obtener la energiacutea en Kwh basta con utilizar Kw para la potencia y horas para el tiempo Ejercicio 1 Una estufa eleacutectrica de 125V que consume 6A se queda encendida
medio diacutea iquestCuaacutenta energiacutea (en Julios y kwh) la estufa iquestCuaacutento me factura la
compantildeiacutea eleacutectrica por la energiacutea consumida si el coste del Kwh es de 14
ceacutentimos de euro
Hemos visto coacutemo la energiacutea eleacutectrica se transforma en otras formas de energiacutea como la luz movimiento sonidohellip Sin embargo cuando por un conductor circula corriente y se disipa energiacutea iquesten queacute se transforma La respuesta es en calor A este fenoacutemeno se le denomina efecto Joule La ley de Joule expresa el valor de la potencia y la energiacutea disipada por un conductor en forma de calor como
RIPJolue sdot=2 tRIEJoule sdotsdot=
2
El efecto Joule nos permite generar calor para aparatos de calefaccioacuten e iluminacioacuten de forma coacutemoda y sencilla pero tambieacuten provocan el efecto no deseado de hacernos perder energiacutea en forma de calor en conductores y receptores pudiendo sobrecalentarlos ademaacutes de obligarnos a incrementar las secciones de los conductores cuando queremos transportar una energiacutea eleacutectrica elevada Ejercicio 2 Conectamos un calentador eleacutectrico cuya resistencia vale 120Ω a
una tensioacuten de 125V durante 2 horas Calcula la intensidad de corriente que
consume el calentador Calcula la energiacutea y la potencia disipada por efecto
Joule
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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EJERCICIOS II4 Energiacutea
Alumno Grupo
1- iquestCuaacutenta energiacutea (en Julios y en Kwh) consume una bombilla de 100 W encendida todo un diacutea 2- Un motor eleacutectrico de 230 V consume 4 A de corriente iquestCuaacutenta energiacutea (en Julios y en Kwh) habraacute consumido al cabo de media hora 3- Si el coste del Kwh es de 15 ceacutentimos calcula cuaacutento cuesta tener encendido 1000 horas una bombilla de 60 W 4- Calcula el ahorro que supone sustituir dicha bombilla por otra de bajo consumo que con 12 W ilumina lo mismo 5- Calcula la energiacutea disipada en forma de calor al cabo de una hora por un conductor de aluminio de 2 km de longitud y 16 mm2 por el que circulan 25 A Calcula ahora el coste econoacutemico suponiendo el coste del Kwh de 12 ceacutentimos 6- Calcula la energiacutea caloriacutefica generada por la resistencia al cabo de 2 diacuteas
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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II5 INSTRUMENTOS DE MEDIDA
Los instrumentos de medida eleacutectricos sirven para conocer el estado del circuito o instalacioacuten eleacutectrica Es fundamental para el electricista conocer su funcionamiento para poder utilizarlos eficazmente y sin riesgo para el instrumento y la persona Podemos encontrar instrumentos de medida analoacutegicos (de aguja sobre escala graduada) o digitales (con display alfanumeacuterico) Los poliacutemetros digitales incorporan varios instrumentos de medida en el mismo aparato Es importante fijarse en la polaridad de la medida Cuando la polaridad es inversa en los instrumentos digitales nos daraacute una lectura negativa sin embargo en los instrumentos analoacutegicos como la aguja no puede desplazarse maacutes abajo del cero nos daraacute cero Tambieacuten hay que saber seleccionar la escala adecuada ajustaacutendola al rango de medidas esperado Si se desconoce completamente la lectura esperada hay que empezar midiendo con la escala mayor y si el resultado es cero o muy proacuteximo a cero iremos reduciendo la escala obteniendo mayor precisioacuten Si empezamos midiendo con una escala demasiada pequentildea la lectura nos daraacute el valor maacuteximo o apareceraacute un 1 en los poliacutemetros pudiendo dantildear el instrumento de medida VOLTIacuteMETRO Mide la diferencia de tensioacuten entre dos puntos del circuito Dispone de dos terminales para hacer contacto con los puntos del circuito deseados Tiene una resistencia interna muy elevada por lo que no puede pasar la corriente a traveacutes suyo Se conecta en paralelo con la carga a medir Si se conecta en serie interrumpiraacute la corriente y el circuito no funcionaraacute AMPERIacuteMETRO Mide la corriente que circula a traveacutes del instrumento de medida Dispone de dos terminales como si de un receptor se tratara Tiene una resistencia interna muy baja por lo que no ofrece resistencia al paso de la corriente Se conecta en serie con la carga a medir Si se conecta en paralelo provocaraacute un cortocircuito pudiendo dantildear el instrumento VATIacuteMETRO Mide la potencia media que consume una parte del circuito Internamente estaacute compuesto por un voltiacutemetro y un amperiacutemetro Dispone de 4 terminales dos para el voltiacutemetro y dos para el amperiacutemetro El voltiacutemetro se conecta en paralelo y el amperiacutemetro en serie siguiendo las precauciones antes mencionadas CONTADOR DE ENERGIacuteA Mide la energiacutea consumida por una instalacioacuten a lo largo del tiempo Es utilizado por las compantildeiacuteas eleacutectricas para medir el teacutermino de energiacutea de
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
12
la factura eleacutectrica Internamente se comporta como un vatiacutemetro (un amperiacutemetro y un voltiacutemetro) OHMIacuteMETRO Mide la resistencia de una parte del circuito Dispone de dos terminales para hacer contacto con los puntos del circuito deseados Internamente estaacute compuesto por una fuente de alimentacioacuten interna muy pequentildea y un voltiacutemetro Se debe conectar sin tensioacuten Si se conecta con tensioacuten la fuente de alimentacioacuten del propio circuito falsearaacute la medida
Ejercicio 1 Conecta los instrumentos de medida necesarios para medir la
tensioacuten corriente y potencia de la resistencia
Ejercicio 2 Determina la lectura de los siguientes instrumentos de medida
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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EJERCICIOS II5 Medidas
Alumno Grupo
1- Determina la lectura de cada uno de los instrumentos de medida
2- Determina la lectura de los siguientes instrumentos de medida con el pulsador abierto y con el interruptor cerrado
3- Determina la lectura de los siguientes instrumentos de medida si la tensioacuten de la pila es de 50V con el interruptor abierto y con el interruptor cerrado
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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4- Determina la medida de cada vatiacutemetro
5- Determina la lectura de los siguientes instrumentos de medida con el interruptor abierto y con el interruptor cerrado
6- Determina la lectura de cada uno de los instrumentos de medida con el interruptor abierto y con el interruptor cerrado
V1 V2 A1 A2 W1 W2 Int Abierto Int Cerrado
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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II6 ACOPLAMIENTO EN SERIE
Las resistencias pueden acoplarse de tres formas - serie cuando estaacuten colocadas una detraacutes de la otra de forma que la intensidad que circula por todas ellas sea la misma - paralelo cuando estaacuten colocadas una al lado de la otra de forma que la tensioacuten que hay en sus extremos sea la misma - mixto combinando serie y paralelo Llamamos resistencia equivalente de una parte del circuito al valor de la resistencia que sustituyendo al conjunto de resistencias de dicha porcioacuten de circuito provoca el mismo efecto que el circuito original Ahora estudiaremos el acoplamiento serie
A) La intensidad es la misma para cada una de las resistencias y de la resistencia equivalente
321 ==== IIII eq
B) La tensioacuten equivalente es igual a la suma de las tensiones individuales
321 +++= VVVVeq
C) La potencia equivalente es igual a la suma de las potencias individuales
321 +++= PPPPeq
D) La resistencia equivalente es igual a la suma de cada una de las resistencias
321 +++= RRRReq
Ejercicio 1 Calcula la potencia disipada por cada resistencia
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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EJERCICIOS II6 Acoplamiento en serie
Alumno Grupo
1- Calcula la I PR1 PR2 PTotal
2- Calcula la PR2
3- Determina la lectura de los aparatos de medida
4- iquestQueacute resistencia hay que acoplar en serie para que la I=0192A
5- Calcula la PR1 con el conmutador en A y con el conmutador en B
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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II7 ACOPLAMIENTO EN PARALELO
Decimos que un conjunto de resistencias estaacuten acopladas en paralelo cuando estaacuten colocadas una al lado de la otra de forma que la tensioacuten que hay en sus extremos sea la misma
A) La intensidad equivalente es igual a la suma de las intensidades individuales
321 +++= IIII eq
B) La tensioacuten es la misma para cada una de las resistencias y de la resistencia equivalente
321 ==== VVVVeq
C) La potencia equivalente es igual a la suma de las potencias individuales
321 +++= PPPPeq
D) La resistencia equivalente se calcula mediante la siguiente foacutermula
111
1
321
+++
=
RRR
Req
Ejercicio 1 Calcula la resistencia equivalente del circuito y la potencia total
disipada
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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EJERCICIOS II7 Acoplamiento en paralelo
Alumno Grupo
1- Calcula la Req I1 I2 y Ieq
2- Calcula la potencia consumida por la resistencia 2
3- Determina la lectura de los instrumentos de medida
4- Calcula la potencia generada por la pila con el interruptor abierto y cerrado
5- Sea un circuito con una pila de 24V y 10 resistencias en paralelo de 50Ω cada una Calcula la resistencia equivalente y la intensidad total consumida
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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II8 ACOPLAMIENTO MIXTO
Llamamos acoplamiento mixto cuando estaacuten presentes los dos tipos de acoplamiento ya estudiados paralelo y serie La dificultad de este tipo de ejercicios radica en aplicar en el orden correcto el caacutelculo de la resistencia equivalente en paralelo o en serie Primero hay que aislar los subconjuntos de resistencias que formen un acoplamiento puro (paralelo o serie) y sustituirlo por su resistencia equivalente Posteriormente iraacuten apareciendo nuevos acoplamientos puros con esta resistencia equivalente que seraacute reducidos otra vez Y asiacute sucesivamente hasta que podamos aplicar la ley de ohm y despejar las variables del circuito desconocidas Ejercicio 1 Calcula la resistencia equivalente del circuito y la potencia total
disipada Calcula ahora la potencia disipada por cada resistencia
Ejercicio 2 Calcula la potencia disipada por la resistencia 5
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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EJERCICIOS II8 Acoplamiento mixto
Alumno Grupo
1- Calcula la resistencia equivalente del circuito la potencia consumida por la resistencia 3 y la intensidad que circula por la resistencia 2
2- Calcula la potencia consumida por la resistencia 2
3- Calcula la resistencia equivalente del circuito y potencia disipada por la resistencia 1
4- Determina la lectura de los instrumentos de medida
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
21
II9 POTENCIOacuteMETRO
En muchas aplicaciones deseamos poder regular el valor de una resistencia con el fin de modificar el comportamiento de un circuito Cuando podamos regular dicho valor manualmente hablaremos de potencioacutemetros o reostatos Esto se consigue antildeadiendo a una resistencia un terminal que esteacute en contacto con un punto intermedio del conductor de forma que a mayor proximidad uno de los os terminales menor resistencia Un potencioacutemetro tendraacute por tanto tres terminales dos en los extremos y uno intermedio Se representa como
Ejercicio 1 Calcula la intensidad maacutexima y miacutenima que podraacute circular por el
siguiente circuito
Ejercicio 2 iquestEntre queacute valores de tensioacuten podemos regular la bombilla
incandescente
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
22
EJERCICIOS II9 Potencioacutemetro
Alumno Grupo
1- Obteacuten la intensidad que circularaacute por el siguiente circuito si el potencioacutemetro estaacute regulado a) a maacutexima resistencia b) a miacutenima resistencia
2- Obteacuten el rango de lecturas del voltiacutemetro seguacuten regulemos el reostato
3- iquestEn queacute posicioacuten (arriba o abajo) conseguiremos que la bombilla brille con maacutexima intensidad iquestCuaacutenta potencia disiparaacute en este caso
4- Calcula la intensidad que atraviesa la resistencia 1 si el reostato estaacute regulado al 25 de su resistencia maacutexima
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
23
II10 LEYES DE KIRCHOFF
Hasta ahora hemos considerado circuitos con soacutelo un generador y varias resistencias Pero hay circuitos maacutes complicados en los que se asocian varios generadores con varias resistencias Para resolver estos circuitos utilizaremos unas reglas sencillas propuestas por GR Kirchoff Conceptos previos - Nudo Es cualquier punto del circuito donde confluyen tres o maacutes conductores - Rama Es cualquier parte del circuito comprendida entro dos nudos adyacentes - Malla Es cualquier camino cerrado que pueda ser recorrido sin pasar maacutes de una vez por el mismo punto Leyes de Kirchoff 1ordf ley La suma de las intensidades que concurren en cualquier nudo es nula
sum = 0I
2ordf ley La suma de las caiacutedas de tensioacuten de todos los elementos de una malla es nula
sum = 0V
Para aplicar esta segunda ley primero asignamos un sentido de circulacioacuten arbitrario a cada rama Despueacutes comenzando de un punto cualquiera de una malla la recorremos en su totalidad sumando todas sus tensiones parciales y la igualamos a cero Para lo cual seguiremos el siguiente criterio de signos - La tensioacuten de cualquier generador (su fem) es positiva si lo recorremos del polo negativo al positivo y viceversa - La tensioacuten de cualquier resistencia (IR) es negativa si la recorremos en el mismo sentido que hemos asignado previamente a la intensidad y viceversa Aplicando las leyes de Kirchhoff obtendremos un sistema de ecuaciones resoluble Sin embargo el nuacutemero de ecuaciones obtenidas suele ser mayor que el nuacutemero de incoacutegnitas del sistema Asiacute empezaremos eliminando las ecuaciones de nudos redundantes (por ser combinacioacuten lineal de las otras) y luego eliminaremos ecuaciones de malla hasta igualar el nuacutemero de ecuaciones con el de incoacutegnitas Y ahora soacutelo queda resolver el sistema de ecuaciones
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
24
Ejercicio 1 Aplica la primera ley de Kirchhoff para obtener la corriente que
circula por el siguiente circuito
Ejercicio 2 Identifica todos los nudos ramas y mallas del siguiente circuito
Ejercicio 3 Aplica las leyes de Kirchhoff para obtener las intensidades de
cada rama del circuito anterior
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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EJERCICIOS II10 Leyes de kirchoff Alumno Grupo
1- Calcula la intensidad que recorre el circuito Indica su sentido
2- Calcula la intensidad si cada pila es de 5V (hay 3 pilas en serie)
3- Calcula la intensidad de cada una de las ramas del circuito
4- Calcula la intensidad de cada una de las ramas del circuito
5- Plantea las ecuaciones de Kirchhoff (no hace falta resolverlas)
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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PRAacuteCTICA II1 SERIE Y PARALELO
El objeto de esta praacutectica es observar aplicar y comprobar los conceptos de tensioacuten resistencia corriente y potencia en los circuitos simples serie y paralelo El montaje de la praacutectica estaacute compuesto por dos sub-circuitos activados mediante un conmutador El primer sub-circuito corresponde a 3 portalaacutemparas en paralelo El segundo sub-circuito lo forman 2 portalaacutemparas en serie En ambos circuito mediremos tensiones e intensidades Inicialmente el circuito no tiene ninguna bombilla en los portalaacutemparas Esquema
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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Actividades de un circuito simple 1- Si ponemos una laacutempara de 40W en el portalaacutemparas H1 y dejamos el conmutador en la posicioacuten del dibujo iquestQueacute tensioacuten mediremos en el portalaacutemparas H1 iquestQueacute corriente mediremos en el amperiacutemetro 2- Cambiamos el conmutador de posicioacuten iquestQueacute tensioacuten mediremos en el portalaacutemparas H1 iquestQueacute corriente mediremos en el amperiacutemetro 3- Cambiamos la laacutempara de 40W por una de 60W iquestQueacute tensioacuten mediremos en el portalaacutemparas H1 iquestQueacute corriente mediremos en el amperiacutemetro 4- Cambiamos la laacutempara de 60W por una de 25W iquestQueacute tensioacuten mediremos en el portalaacutemparas H1 iquestQueacute corriente mediremos en el amperiacutemetro 5- iquestQueacute bombilla luciraacute con mayor intensidad la de mayor potencia o la de menor potencia iquestY cuaacutel consume maacutes corriente 6- iquestQueacute pasaraacute si quitamos el amperiacutemetro iquestY si lo sustituimos el amperiacutemetro por un voltiacutemetro 7- Calcula mediante la ley de Ohm la resistencia en caliente de cada bombilla iquestCuaacutel ofrece maacutes resistencia al paso de la corriente 8- Mide ahora con el ohmioacutemetro la resistencia de cada una de las bombillas en friacuteo 9- Razona por queacute difiere la resistencia calculada en el punto 6 con la resistencia medida
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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Actividades de un circuito paralelo 10- Volvemos a colocar el amperiacutemetro en vez del voltiacutemetro Colocamos una bombilla de 40W en H1 de 60W en H2 y de25 en H3 iquestQueacute laacutempara tendraacute mayor tensioacuten en sus extremos iquestCuaacutento valdraacute 11- iquestQueacute intensidad consumiraacute cada una de las laacutemparas iquestY las tres juntas 12- Calcula la resistencia que ofrecen las tres laacutemparas juntas mediante la ley de Ohm y mediante la suma de resistencias en paralelo Compaacuteralas 13- iquestPuede ser mayor la resistencia total que la resistencia interna de las laacutemparas 14- iquestQueacute laacutempara consume maacutes potencia de las tres iquestCuaacutenta potencia estaacuten consumiendo las tres laacutemparas juntas 15- iquestQueacute ocurre si desconectamos la laacutempara de 25 W del circuito iquestPueden funcionar las otras laacutemparas sin que funcione H3 iquestCuaacutento mediraacute el amperiacutemetro 16- iquestQueacute ocurriraacute si cortocircuitamos el portalaacutemparas H2
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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Actividades de un circuito serie 17- Quitamos las laacutemparas de los portalaacutemparas en pararelo Colocamos en H4 la laacutempara de 40W y en H5 la de 60W Cambiamos de posicioacuten el conmutador iquestQueacute laacutempara luciraacute con mayor intensidad 18- iquestQueacute laacutempara tendraacute mayor tensioacuten en sus extremos Medimos ahora la tensioacuten de cada laacutempara y la intensidad del amperiacutemetro VH1= VH2= I= 19- La corriente medida por el amperiacutemetro seraacute mayor o menor que si tuvieacuteramos un circuito simple con soacutelo una de las laacutemparas iquestPor queacute 20- iquestQueacute ocurriraacute si cortocircuitamos la laacutempara H4 21- iquestQueacute ocurriraacute si desconectamos la laacutempara H5 22- iquestQueacute resistencia interna tiene cada laacutempara iquestPor queacute difiere este valor con el obtenido en el punto13 23- Cambiamos la laacutempara H4 de 40W por una de 25W iquestCuaacutel luciraacute con maacutes intensidad la de 25W o la de 60W iquestQueacute laacutempara tendraacute mayor tensioacuten en sus extremos
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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CUESTIONES TEMA 2 CIRCUITOS DE CORRIENTE CONTINUA Haz una redaccioacuten de al menos 100 palabras con cada uno de los siguientes temas 1- El circuito eleacutectrico y sus elementos La resistencia la resistividad y la ley de Ohm 2- Potencia y energiacutea eleacutectrica Facturacioacuten de la electricidad El efecto Joule 3- Medida de las magnitudes eleacutectricas Instrumentos de medida 4- Acoplamiento serie y paralelo Leyes de Kirchoff para el anaacutelisis de circuitos eleacutectricos
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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FORMULARIO TEMA 2 CIRCUITOS DE CORRIENTE CONTINUA
RIV sdot= IVP sdot= RIP sdot= 2 R
VP
2
=
S
lR sdot= ρ ( )[ ]201ordm20 minussdot+sdot= TRR α
t
EP = RIPJolue sdot= 2 tRIEJoule sdotsdot= 2
SERIE PARALELO
321 ==== IIII eq 321 +++= IIII eq
321 +++= VVVVeq 321 ==== VVVVeq
321 +++= PPPPeq 321 +++= PPPPeq
321 +++= RRRReq
1111
321
+++
=
RRR
Req
Leyes de Kirchoff 1ordf ley sum = 0I
2ordf ley sum = 0V
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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II2 RESISTENCIA
La resistencia eleacutectrica que ofrecen los conductores se debe a la dificultad que encuentran los electrones para circular a traveacutes de los aacutetomos que componen el conductor Esta resistencia vimos que depende del tipo de material que compone el conductor Esta caracteriacutestica la llamaacutebamos resistividad Pero tambieacuten depende de la geometriacutea del conductor Experimentalmente se comprueba que
S
lR sdot= ρ
Es decir que cuanto maacutes largo es el conductor mayor resistencia ofrece y cuanto maacutes grueso es menor resistencia ofrece Ejercicio 1 Compara las resistencias de un cable de cobre de 100m de
longitud y 6mm2 de seccioacuten y otro de 50m y 4mm2
Ejercicio 2 A un hilo de cobre de 40m de longitud y 5mm de radio lo
conectamos a una pila de 24V Calcula la intensidad que circula por el hilo
Hemos visto ya la resistividad de algunos materiales a 20ordmC Sin embargo cuando la temperatura del conductor aumenta (debido al calor desprendido al circular corriente por el mismo) la resistividad aumenta y por tanto la resistencia del conductor Matemaacuteticamente expresamos esta variacioacuten como
( )[ ]201ordm20 minussdot+sdot= TRR α
donde R20ordf es la resistencia a 20ordmC R es la resistencia a la temperatura T y α el coeficiente de temperatura Algunos coeficientes son Material α Material α Cobre 00038 Tungsteno 00045 Aluminio 00043 Plata 00061 Ejercicio 3 Calcula la resistencia de un filamento de una laacutempara
incandescente de tungsteno de 00001 mm2 de seccioacuten y 15 cm de longitud a
temperatura ambiente (20ordmC) y a temperatura de funcionamiento (2200ordmC)
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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EJERCICIOS II2 Resistencia Alumno Grupo
1- Calcula la resistencia eleacutectrica de un conductor de aluminio de 200 m de longitud y de 16 mm2 de seccioacuten 2- Calcula la resistencia de una barra ciliacutendrica de hierro de 2 mm de radio y 3 metros de longitud 3- A un hilo de cobre de 50m de longitud y 15mm2 de seccioacuten le aplicamos un voltaje de 2V Calcula la intensidad de corriente que circularaacute Supongamos ahora que el hilo se calienta hasta 90ordmC iquestQueacute corriente circularaacute ahora 4- Un cable de aluminio de una liacutenea aeacuterea de media tensioacuten tiene una seccioacuten de 95 mm2 Si la corriente que circula por la liacutenea es de 120A y la longitud de la liacutenea es de 5 Km iquestQueacute diferencia de potencial hay entre sus extremos iquestQueacute tensioacuten habraacute en el lado negativo si en el lado positivo hay 6000V absolutos 5- Al aplicarle a una bombilla incandescente una tensioacuten de 230V circula por eacutel una intensidad de 260 mA Sabemos que el filamento es de tungsteno y mide 10cm de longitud a) Calcula la resistencia del filamento b) Calcula seccioacuten del filamento
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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II3 POTENCIA
Se define la potencia como el trabajo realizado en una unidad de tiempo Matemaacuteticamente se expresa como
t
EP = donde P es la potencia y se mide en Vatios (W)
La potencia se aplica a todas las formas de la energiacutea Asiacute podemos hablar de potencia mecaacutenica lumiacutenica acuacutestica caloriacutefica y por supuesto eleacutectrica En el caso de la potencia eleacutectrica vimos que el trabajo eleacutectrico se produciacutea al desplazar electrones de un sitio con un potencial eleacutectrico a otro con distinto potencial y se mediacutea como
VQE ∆sdot= donde el signo del trabajo indicaba si se absorbiacutea o emitiacutea energiacutea Asiacute sustituyendo obtenemos que
VIt
VQ
t
EP ∆sdot=
∆sdot== VIP sdot=
Esta foacutermula la podemos combinar con la ley de Ohm para obtener las siguientes ecuaciones de la potencia eleacutectrica
( ) RIRIIVIP sdot=sdotsdot=sdot= 2 RIP sdot= 2
R
VV
R
VVIP
2
=sdot=sdot= R
VP
2
=
Ejercicio 1 Una bateriacutea de 24V genera una corriente de 4A iquestQueacute potencia
eleacutectrica estaacute generando
Ejercicio 2 Por una resistencia de 500Ω circula una corriente de 4A iquestQueacute
potencia consume la resistencia iquestSi circula el doble de corriente consumiraacute
el doble de potencia
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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EJERCICIOS II3 Potencia Alumno Grupo
1- Un calefactor de 230 V consume 26 A iquestQueacute potencia eleacutectrica consume 2- iquestQueacute corriente consume una bombilla de 60 W y 230 V 3- Conectamos una bateriacutea de 24 V a una resistencia de 580 Ω iquestQueacute potencia consume la resistencia y queacute potencia genera la bateriacutea 4- Un receptor eleacutectrico gasta 200 W de potencia Si medimos la intensidad que circula por su interior nos da 166 A iquestQueacute tensioacuten se le ha aplicado 5- Una bombilla de 40 W se le aplica una tensioacuten de 125 V iquestQueacute intensidad pasa por la bombilla iquestCuaacutel es la resistencia de la bombilla 6- Calcula la potencia consumida por la resistencia
7- iquestQueacute resistencia tendriacuteamos que poner en el circuito anterior para que consumiera una potencia de 100 W 8- Por un hilo de aluminio de 4mm2 de seccioacuten y 15 m de longitud pasa una corriente de 12 A iquestQueacute potencia disipa el hilo en forma de calor
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II4 ENERGIacuteA
Definimos la potencia como el trabajo realizado en una unidad de tiempo Asiacute la energiacutea eleacutectrica se obtiene multiplicando la potencia por el tiempo
tPE sdot= Este trabajo o energiacutea se mide en Julios Sin embargo puesto que el Julio es una unidad de medida muy pequentildea las compantildeiacuteas eleacutectricas facturan la energiacutea consumida en kilovatios-hora (Kwh) Para obtener la energiacutea en Kwh basta con utilizar Kw para la potencia y horas para el tiempo Ejercicio 1 Una estufa eleacutectrica de 125V que consume 6A se queda encendida
medio diacutea iquestCuaacutenta energiacutea (en Julios y kwh) la estufa iquestCuaacutento me factura la
compantildeiacutea eleacutectrica por la energiacutea consumida si el coste del Kwh es de 14
ceacutentimos de euro
Hemos visto coacutemo la energiacutea eleacutectrica se transforma en otras formas de energiacutea como la luz movimiento sonidohellip Sin embargo cuando por un conductor circula corriente y se disipa energiacutea iquesten queacute se transforma La respuesta es en calor A este fenoacutemeno se le denomina efecto Joule La ley de Joule expresa el valor de la potencia y la energiacutea disipada por un conductor en forma de calor como
RIPJolue sdot=2 tRIEJoule sdotsdot=
2
El efecto Joule nos permite generar calor para aparatos de calefaccioacuten e iluminacioacuten de forma coacutemoda y sencilla pero tambieacuten provocan el efecto no deseado de hacernos perder energiacutea en forma de calor en conductores y receptores pudiendo sobrecalentarlos ademaacutes de obligarnos a incrementar las secciones de los conductores cuando queremos transportar una energiacutea eleacutectrica elevada Ejercicio 2 Conectamos un calentador eleacutectrico cuya resistencia vale 120Ω a
una tensioacuten de 125V durante 2 horas Calcula la intensidad de corriente que
consume el calentador Calcula la energiacutea y la potencia disipada por efecto
Joule
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EJERCICIOS II4 Energiacutea
Alumno Grupo
1- iquestCuaacutenta energiacutea (en Julios y en Kwh) consume una bombilla de 100 W encendida todo un diacutea 2- Un motor eleacutectrico de 230 V consume 4 A de corriente iquestCuaacutenta energiacutea (en Julios y en Kwh) habraacute consumido al cabo de media hora 3- Si el coste del Kwh es de 15 ceacutentimos calcula cuaacutento cuesta tener encendido 1000 horas una bombilla de 60 W 4- Calcula el ahorro que supone sustituir dicha bombilla por otra de bajo consumo que con 12 W ilumina lo mismo 5- Calcula la energiacutea disipada en forma de calor al cabo de una hora por un conductor de aluminio de 2 km de longitud y 16 mm2 por el que circulan 25 A Calcula ahora el coste econoacutemico suponiendo el coste del Kwh de 12 ceacutentimos 6- Calcula la energiacutea caloriacutefica generada por la resistencia al cabo de 2 diacuteas
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II5 INSTRUMENTOS DE MEDIDA
Los instrumentos de medida eleacutectricos sirven para conocer el estado del circuito o instalacioacuten eleacutectrica Es fundamental para el electricista conocer su funcionamiento para poder utilizarlos eficazmente y sin riesgo para el instrumento y la persona Podemos encontrar instrumentos de medida analoacutegicos (de aguja sobre escala graduada) o digitales (con display alfanumeacuterico) Los poliacutemetros digitales incorporan varios instrumentos de medida en el mismo aparato Es importante fijarse en la polaridad de la medida Cuando la polaridad es inversa en los instrumentos digitales nos daraacute una lectura negativa sin embargo en los instrumentos analoacutegicos como la aguja no puede desplazarse maacutes abajo del cero nos daraacute cero Tambieacuten hay que saber seleccionar la escala adecuada ajustaacutendola al rango de medidas esperado Si se desconoce completamente la lectura esperada hay que empezar midiendo con la escala mayor y si el resultado es cero o muy proacuteximo a cero iremos reduciendo la escala obteniendo mayor precisioacuten Si empezamos midiendo con una escala demasiada pequentildea la lectura nos daraacute el valor maacuteximo o apareceraacute un 1 en los poliacutemetros pudiendo dantildear el instrumento de medida VOLTIacuteMETRO Mide la diferencia de tensioacuten entre dos puntos del circuito Dispone de dos terminales para hacer contacto con los puntos del circuito deseados Tiene una resistencia interna muy elevada por lo que no puede pasar la corriente a traveacutes suyo Se conecta en paralelo con la carga a medir Si se conecta en serie interrumpiraacute la corriente y el circuito no funcionaraacute AMPERIacuteMETRO Mide la corriente que circula a traveacutes del instrumento de medida Dispone de dos terminales como si de un receptor se tratara Tiene una resistencia interna muy baja por lo que no ofrece resistencia al paso de la corriente Se conecta en serie con la carga a medir Si se conecta en paralelo provocaraacute un cortocircuito pudiendo dantildear el instrumento VATIacuteMETRO Mide la potencia media que consume una parte del circuito Internamente estaacute compuesto por un voltiacutemetro y un amperiacutemetro Dispone de 4 terminales dos para el voltiacutemetro y dos para el amperiacutemetro El voltiacutemetro se conecta en paralelo y el amperiacutemetro en serie siguiendo las precauciones antes mencionadas CONTADOR DE ENERGIacuteA Mide la energiacutea consumida por una instalacioacuten a lo largo del tiempo Es utilizado por las compantildeiacuteas eleacutectricas para medir el teacutermino de energiacutea de
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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la factura eleacutectrica Internamente se comporta como un vatiacutemetro (un amperiacutemetro y un voltiacutemetro) OHMIacuteMETRO Mide la resistencia de una parte del circuito Dispone de dos terminales para hacer contacto con los puntos del circuito deseados Internamente estaacute compuesto por una fuente de alimentacioacuten interna muy pequentildea y un voltiacutemetro Se debe conectar sin tensioacuten Si se conecta con tensioacuten la fuente de alimentacioacuten del propio circuito falsearaacute la medida
Ejercicio 1 Conecta los instrumentos de medida necesarios para medir la
tensioacuten corriente y potencia de la resistencia
Ejercicio 2 Determina la lectura de los siguientes instrumentos de medida
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EJERCICIOS II5 Medidas
Alumno Grupo
1- Determina la lectura de cada uno de los instrumentos de medida
2- Determina la lectura de los siguientes instrumentos de medida con el pulsador abierto y con el interruptor cerrado
3- Determina la lectura de los siguientes instrumentos de medida si la tensioacuten de la pila es de 50V con el interruptor abierto y con el interruptor cerrado
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4- Determina la medida de cada vatiacutemetro
5- Determina la lectura de los siguientes instrumentos de medida con el interruptor abierto y con el interruptor cerrado
6- Determina la lectura de cada uno de los instrumentos de medida con el interruptor abierto y con el interruptor cerrado
V1 V2 A1 A2 W1 W2 Int Abierto Int Cerrado
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II6 ACOPLAMIENTO EN SERIE
Las resistencias pueden acoplarse de tres formas - serie cuando estaacuten colocadas una detraacutes de la otra de forma que la intensidad que circula por todas ellas sea la misma - paralelo cuando estaacuten colocadas una al lado de la otra de forma que la tensioacuten que hay en sus extremos sea la misma - mixto combinando serie y paralelo Llamamos resistencia equivalente de una parte del circuito al valor de la resistencia que sustituyendo al conjunto de resistencias de dicha porcioacuten de circuito provoca el mismo efecto que el circuito original Ahora estudiaremos el acoplamiento serie
A) La intensidad es la misma para cada una de las resistencias y de la resistencia equivalente
321 ==== IIII eq
B) La tensioacuten equivalente es igual a la suma de las tensiones individuales
321 +++= VVVVeq
C) La potencia equivalente es igual a la suma de las potencias individuales
321 +++= PPPPeq
D) La resistencia equivalente es igual a la suma de cada una de las resistencias
321 +++= RRRReq
Ejercicio 1 Calcula la potencia disipada por cada resistencia
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EJERCICIOS II6 Acoplamiento en serie
Alumno Grupo
1- Calcula la I PR1 PR2 PTotal
2- Calcula la PR2
3- Determina la lectura de los aparatos de medida
4- iquestQueacute resistencia hay que acoplar en serie para que la I=0192A
5- Calcula la PR1 con el conmutador en A y con el conmutador en B
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II7 ACOPLAMIENTO EN PARALELO
Decimos que un conjunto de resistencias estaacuten acopladas en paralelo cuando estaacuten colocadas una al lado de la otra de forma que la tensioacuten que hay en sus extremos sea la misma
A) La intensidad equivalente es igual a la suma de las intensidades individuales
321 +++= IIII eq
B) La tensioacuten es la misma para cada una de las resistencias y de la resistencia equivalente
321 ==== VVVVeq
C) La potencia equivalente es igual a la suma de las potencias individuales
321 +++= PPPPeq
D) La resistencia equivalente se calcula mediante la siguiente foacutermula
111
1
321
+++
=
RRR
Req
Ejercicio 1 Calcula la resistencia equivalente del circuito y la potencia total
disipada
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EJERCICIOS II7 Acoplamiento en paralelo
Alumno Grupo
1- Calcula la Req I1 I2 y Ieq
2- Calcula la potencia consumida por la resistencia 2
3- Determina la lectura de los instrumentos de medida
4- Calcula la potencia generada por la pila con el interruptor abierto y cerrado
5- Sea un circuito con una pila de 24V y 10 resistencias en paralelo de 50Ω cada una Calcula la resistencia equivalente y la intensidad total consumida
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II8 ACOPLAMIENTO MIXTO
Llamamos acoplamiento mixto cuando estaacuten presentes los dos tipos de acoplamiento ya estudiados paralelo y serie La dificultad de este tipo de ejercicios radica en aplicar en el orden correcto el caacutelculo de la resistencia equivalente en paralelo o en serie Primero hay que aislar los subconjuntos de resistencias que formen un acoplamiento puro (paralelo o serie) y sustituirlo por su resistencia equivalente Posteriormente iraacuten apareciendo nuevos acoplamientos puros con esta resistencia equivalente que seraacute reducidos otra vez Y asiacute sucesivamente hasta que podamos aplicar la ley de ohm y despejar las variables del circuito desconocidas Ejercicio 1 Calcula la resistencia equivalente del circuito y la potencia total
disipada Calcula ahora la potencia disipada por cada resistencia
Ejercicio 2 Calcula la potencia disipada por la resistencia 5
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EJERCICIOS II8 Acoplamiento mixto
Alumno Grupo
1- Calcula la resistencia equivalente del circuito la potencia consumida por la resistencia 3 y la intensidad que circula por la resistencia 2
2- Calcula la potencia consumida por la resistencia 2
3- Calcula la resistencia equivalente del circuito y potencia disipada por la resistencia 1
4- Determina la lectura de los instrumentos de medida
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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II9 POTENCIOacuteMETRO
En muchas aplicaciones deseamos poder regular el valor de una resistencia con el fin de modificar el comportamiento de un circuito Cuando podamos regular dicho valor manualmente hablaremos de potencioacutemetros o reostatos Esto se consigue antildeadiendo a una resistencia un terminal que esteacute en contacto con un punto intermedio del conductor de forma que a mayor proximidad uno de los os terminales menor resistencia Un potencioacutemetro tendraacute por tanto tres terminales dos en los extremos y uno intermedio Se representa como
Ejercicio 1 Calcula la intensidad maacutexima y miacutenima que podraacute circular por el
siguiente circuito
Ejercicio 2 iquestEntre queacute valores de tensioacuten podemos regular la bombilla
incandescente
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EJERCICIOS II9 Potencioacutemetro
Alumno Grupo
1- Obteacuten la intensidad que circularaacute por el siguiente circuito si el potencioacutemetro estaacute regulado a) a maacutexima resistencia b) a miacutenima resistencia
2- Obteacuten el rango de lecturas del voltiacutemetro seguacuten regulemos el reostato
3- iquestEn queacute posicioacuten (arriba o abajo) conseguiremos que la bombilla brille con maacutexima intensidad iquestCuaacutenta potencia disiparaacute en este caso
4- Calcula la intensidad que atraviesa la resistencia 1 si el reostato estaacute regulado al 25 de su resistencia maacutexima
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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II10 LEYES DE KIRCHOFF
Hasta ahora hemos considerado circuitos con soacutelo un generador y varias resistencias Pero hay circuitos maacutes complicados en los que se asocian varios generadores con varias resistencias Para resolver estos circuitos utilizaremos unas reglas sencillas propuestas por GR Kirchoff Conceptos previos - Nudo Es cualquier punto del circuito donde confluyen tres o maacutes conductores - Rama Es cualquier parte del circuito comprendida entro dos nudos adyacentes - Malla Es cualquier camino cerrado que pueda ser recorrido sin pasar maacutes de una vez por el mismo punto Leyes de Kirchoff 1ordf ley La suma de las intensidades que concurren en cualquier nudo es nula
sum = 0I
2ordf ley La suma de las caiacutedas de tensioacuten de todos los elementos de una malla es nula
sum = 0V
Para aplicar esta segunda ley primero asignamos un sentido de circulacioacuten arbitrario a cada rama Despueacutes comenzando de un punto cualquiera de una malla la recorremos en su totalidad sumando todas sus tensiones parciales y la igualamos a cero Para lo cual seguiremos el siguiente criterio de signos - La tensioacuten de cualquier generador (su fem) es positiva si lo recorremos del polo negativo al positivo y viceversa - La tensioacuten de cualquier resistencia (IR) es negativa si la recorremos en el mismo sentido que hemos asignado previamente a la intensidad y viceversa Aplicando las leyes de Kirchhoff obtendremos un sistema de ecuaciones resoluble Sin embargo el nuacutemero de ecuaciones obtenidas suele ser mayor que el nuacutemero de incoacutegnitas del sistema Asiacute empezaremos eliminando las ecuaciones de nudos redundantes (por ser combinacioacuten lineal de las otras) y luego eliminaremos ecuaciones de malla hasta igualar el nuacutemero de ecuaciones con el de incoacutegnitas Y ahora soacutelo queda resolver el sistema de ecuaciones
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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Ejercicio 1 Aplica la primera ley de Kirchhoff para obtener la corriente que
circula por el siguiente circuito
Ejercicio 2 Identifica todos los nudos ramas y mallas del siguiente circuito
Ejercicio 3 Aplica las leyes de Kirchhoff para obtener las intensidades de
cada rama del circuito anterior
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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EJERCICIOS II10 Leyes de kirchoff Alumno Grupo
1- Calcula la intensidad que recorre el circuito Indica su sentido
2- Calcula la intensidad si cada pila es de 5V (hay 3 pilas en serie)
3- Calcula la intensidad de cada una de las ramas del circuito
4- Calcula la intensidad de cada una de las ramas del circuito
5- Plantea las ecuaciones de Kirchhoff (no hace falta resolverlas)
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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PRAacuteCTICA II1 SERIE Y PARALELO
El objeto de esta praacutectica es observar aplicar y comprobar los conceptos de tensioacuten resistencia corriente y potencia en los circuitos simples serie y paralelo El montaje de la praacutectica estaacute compuesto por dos sub-circuitos activados mediante un conmutador El primer sub-circuito corresponde a 3 portalaacutemparas en paralelo El segundo sub-circuito lo forman 2 portalaacutemparas en serie En ambos circuito mediremos tensiones e intensidades Inicialmente el circuito no tiene ninguna bombilla en los portalaacutemparas Esquema
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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Actividades de un circuito simple 1- Si ponemos una laacutempara de 40W en el portalaacutemparas H1 y dejamos el conmutador en la posicioacuten del dibujo iquestQueacute tensioacuten mediremos en el portalaacutemparas H1 iquestQueacute corriente mediremos en el amperiacutemetro 2- Cambiamos el conmutador de posicioacuten iquestQueacute tensioacuten mediremos en el portalaacutemparas H1 iquestQueacute corriente mediremos en el amperiacutemetro 3- Cambiamos la laacutempara de 40W por una de 60W iquestQueacute tensioacuten mediremos en el portalaacutemparas H1 iquestQueacute corriente mediremos en el amperiacutemetro 4- Cambiamos la laacutempara de 60W por una de 25W iquestQueacute tensioacuten mediremos en el portalaacutemparas H1 iquestQueacute corriente mediremos en el amperiacutemetro 5- iquestQueacute bombilla luciraacute con mayor intensidad la de mayor potencia o la de menor potencia iquestY cuaacutel consume maacutes corriente 6- iquestQueacute pasaraacute si quitamos el amperiacutemetro iquestY si lo sustituimos el amperiacutemetro por un voltiacutemetro 7- Calcula mediante la ley de Ohm la resistencia en caliente de cada bombilla iquestCuaacutel ofrece maacutes resistencia al paso de la corriente 8- Mide ahora con el ohmioacutemetro la resistencia de cada una de las bombillas en friacuteo 9- Razona por queacute difiere la resistencia calculada en el punto 6 con la resistencia medida
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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Actividades de un circuito paralelo 10- Volvemos a colocar el amperiacutemetro en vez del voltiacutemetro Colocamos una bombilla de 40W en H1 de 60W en H2 y de25 en H3 iquestQueacute laacutempara tendraacute mayor tensioacuten en sus extremos iquestCuaacutento valdraacute 11- iquestQueacute intensidad consumiraacute cada una de las laacutemparas iquestY las tres juntas 12- Calcula la resistencia que ofrecen las tres laacutemparas juntas mediante la ley de Ohm y mediante la suma de resistencias en paralelo Compaacuteralas 13- iquestPuede ser mayor la resistencia total que la resistencia interna de las laacutemparas 14- iquestQueacute laacutempara consume maacutes potencia de las tres iquestCuaacutenta potencia estaacuten consumiendo las tres laacutemparas juntas 15- iquestQueacute ocurre si desconectamos la laacutempara de 25 W del circuito iquestPueden funcionar las otras laacutemparas sin que funcione H3 iquestCuaacutento mediraacute el amperiacutemetro 16- iquestQueacute ocurriraacute si cortocircuitamos el portalaacutemparas H2
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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Actividades de un circuito serie 17- Quitamos las laacutemparas de los portalaacutemparas en pararelo Colocamos en H4 la laacutempara de 40W y en H5 la de 60W Cambiamos de posicioacuten el conmutador iquestQueacute laacutempara luciraacute con mayor intensidad 18- iquestQueacute laacutempara tendraacute mayor tensioacuten en sus extremos Medimos ahora la tensioacuten de cada laacutempara y la intensidad del amperiacutemetro VH1= VH2= I= 19- La corriente medida por el amperiacutemetro seraacute mayor o menor que si tuvieacuteramos un circuito simple con soacutelo una de las laacutemparas iquestPor queacute 20- iquestQueacute ocurriraacute si cortocircuitamos la laacutempara H4 21- iquestQueacute ocurriraacute si desconectamos la laacutempara H5 22- iquestQueacute resistencia interna tiene cada laacutempara iquestPor queacute difiere este valor con el obtenido en el punto13 23- Cambiamos la laacutempara H4 de 40W por una de 25W iquestCuaacutel luciraacute con maacutes intensidad la de 25W o la de 60W iquestQueacute laacutempara tendraacute mayor tensioacuten en sus extremos
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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CUESTIONES TEMA 2 CIRCUITOS DE CORRIENTE CONTINUA Haz una redaccioacuten de al menos 100 palabras con cada uno de los siguientes temas 1- El circuito eleacutectrico y sus elementos La resistencia la resistividad y la ley de Ohm 2- Potencia y energiacutea eleacutectrica Facturacioacuten de la electricidad El efecto Joule 3- Medida de las magnitudes eleacutectricas Instrumentos de medida 4- Acoplamiento serie y paralelo Leyes de Kirchoff para el anaacutelisis de circuitos eleacutectricos
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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FORMULARIO TEMA 2 CIRCUITOS DE CORRIENTE CONTINUA
RIV sdot= IVP sdot= RIP sdot= 2 R
VP
2
=
S
lR sdot= ρ ( )[ ]201ordm20 minussdot+sdot= TRR α
t
EP = RIPJolue sdot= 2 tRIEJoule sdotsdot= 2
SERIE PARALELO
321 ==== IIII eq 321 +++= IIII eq
321 +++= VVVVeq 321 ==== VVVVeq
321 +++= PPPPeq 321 +++= PPPPeq
321 +++= RRRReq
1111
321
+++
=
RRR
Req
Leyes de Kirchoff 1ordf ley sum = 0I
2ordf ley sum = 0V
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
6
EJERCICIOS II2 Resistencia Alumno Grupo
1- Calcula la resistencia eleacutectrica de un conductor de aluminio de 200 m de longitud y de 16 mm2 de seccioacuten 2- Calcula la resistencia de una barra ciliacutendrica de hierro de 2 mm de radio y 3 metros de longitud 3- A un hilo de cobre de 50m de longitud y 15mm2 de seccioacuten le aplicamos un voltaje de 2V Calcula la intensidad de corriente que circularaacute Supongamos ahora que el hilo se calienta hasta 90ordmC iquestQueacute corriente circularaacute ahora 4- Un cable de aluminio de una liacutenea aeacuterea de media tensioacuten tiene una seccioacuten de 95 mm2 Si la corriente que circula por la liacutenea es de 120A y la longitud de la liacutenea es de 5 Km iquestQueacute diferencia de potencial hay entre sus extremos iquestQueacute tensioacuten habraacute en el lado negativo si en el lado positivo hay 6000V absolutos 5- Al aplicarle a una bombilla incandescente una tensioacuten de 230V circula por eacutel una intensidad de 260 mA Sabemos que el filamento es de tungsteno y mide 10cm de longitud a) Calcula la resistencia del filamento b) Calcula seccioacuten del filamento
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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II3 POTENCIA
Se define la potencia como el trabajo realizado en una unidad de tiempo Matemaacuteticamente se expresa como
t
EP = donde P es la potencia y se mide en Vatios (W)
La potencia se aplica a todas las formas de la energiacutea Asiacute podemos hablar de potencia mecaacutenica lumiacutenica acuacutestica caloriacutefica y por supuesto eleacutectrica En el caso de la potencia eleacutectrica vimos que el trabajo eleacutectrico se produciacutea al desplazar electrones de un sitio con un potencial eleacutectrico a otro con distinto potencial y se mediacutea como
VQE ∆sdot= donde el signo del trabajo indicaba si se absorbiacutea o emitiacutea energiacutea Asiacute sustituyendo obtenemos que
VIt
VQ
t
EP ∆sdot=
∆sdot== VIP sdot=
Esta foacutermula la podemos combinar con la ley de Ohm para obtener las siguientes ecuaciones de la potencia eleacutectrica
( ) RIRIIVIP sdot=sdotsdot=sdot= 2 RIP sdot= 2
R
VV
R
VVIP
2
=sdot=sdot= R
VP
2
=
Ejercicio 1 Una bateriacutea de 24V genera una corriente de 4A iquestQueacute potencia
eleacutectrica estaacute generando
Ejercicio 2 Por una resistencia de 500Ω circula una corriente de 4A iquestQueacute
potencia consume la resistencia iquestSi circula el doble de corriente consumiraacute
el doble de potencia
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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EJERCICIOS II3 Potencia Alumno Grupo
1- Un calefactor de 230 V consume 26 A iquestQueacute potencia eleacutectrica consume 2- iquestQueacute corriente consume una bombilla de 60 W y 230 V 3- Conectamos una bateriacutea de 24 V a una resistencia de 580 Ω iquestQueacute potencia consume la resistencia y queacute potencia genera la bateriacutea 4- Un receptor eleacutectrico gasta 200 W de potencia Si medimos la intensidad que circula por su interior nos da 166 A iquestQueacute tensioacuten se le ha aplicado 5- Una bombilla de 40 W se le aplica una tensioacuten de 125 V iquestQueacute intensidad pasa por la bombilla iquestCuaacutel es la resistencia de la bombilla 6- Calcula la potencia consumida por la resistencia
7- iquestQueacute resistencia tendriacuteamos que poner en el circuito anterior para que consumiera una potencia de 100 W 8- Por un hilo de aluminio de 4mm2 de seccioacuten y 15 m de longitud pasa una corriente de 12 A iquestQueacute potencia disipa el hilo en forma de calor
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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II4 ENERGIacuteA
Definimos la potencia como el trabajo realizado en una unidad de tiempo Asiacute la energiacutea eleacutectrica se obtiene multiplicando la potencia por el tiempo
tPE sdot= Este trabajo o energiacutea se mide en Julios Sin embargo puesto que el Julio es una unidad de medida muy pequentildea las compantildeiacuteas eleacutectricas facturan la energiacutea consumida en kilovatios-hora (Kwh) Para obtener la energiacutea en Kwh basta con utilizar Kw para la potencia y horas para el tiempo Ejercicio 1 Una estufa eleacutectrica de 125V que consume 6A se queda encendida
medio diacutea iquestCuaacutenta energiacutea (en Julios y kwh) la estufa iquestCuaacutento me factura la
compantildeiacutea eleacutectrica por la energiacutea consumida si el coste del Kwh es de 14
ceacutentimos de euro
Hemos visto coacutemo la energiacutea eleacutectrica se transforma en otras formas de energiacutea como la luz movimiento sonidohellip Sin embargo cuando por un conductor circula corriente y se disipa energiacutea iquesten queacute se transforma La respuesta es en calor A este fenoacutemeno se le denomina efecto Joule La ley de Joule expresa el valor de la potencia y la energiacutea disipada por un conductor en forma de calor como
RIPJolue sdot=2 tRIEJoule sdotsdot=
2
El efecto Joule nos permite generar calor para aparatos de calefaccioacuten e iluminacioacuten de forma coacutemoda y sencilla pero tambieacuten provocan el efecto no deseado de hacernos perder energiacutea en forma de calor en conductores y receptores pudiendo sobrecalentarlos ademaacutes de obligarnos a incrementar las secciones de los conductores cuando queremos transportar una energiacutea eleacutectrica elevada Ejercicio 2 Conectamos un calentador eleacutectrico cuya resistencia vale 120Ω a
una tensioacuten de 125V durante 2 horas Calcula la intensidad de corriente que
consume el calentador Calcula la energiacutea y la potencia disipada por efecto
Joule
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EJERCICIOS II4 Energiacutea
Alumno Grupo
1- iquestCuaacutenta energiacutea (en Julios y en Kwh) consume una bombilla de 100 W encendida todo un diacutea 2- Un motor eleacutectrico de 230 V consume 4 A de corriente iquestCuaacutenta energiacutea (en Julios y en Kwh) habraacute consumido al cabo de media hora 3- Si el coste del Kwh es de 15 ceacutentimos calcula cuaacutento cuesta tener encendido 1000 horas una bombilla de 60 W 4- Calcula el ahorro que supone sustituir dicha bombilla por otra de bajo consumo que con 12 W ilumina lo mismo 5- Calcula la energiacutea disipada en forma de calor al cabo de una hora por un conductor de aluminio de 2 km de longitud y 16 mm2 por el que circulan 25 A Calcula ahora el coste econoacutemico suponiendo el coste del Kwh de 12 ceacutentimos 6- Calcula la energiacutea caloriacutefica generada por la resistencia al cabo de 2 diacuteas
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II5 INSTRUMENTOS DE MEDIDA
Los instrumentos de medida eleacutectricos sirven para conocer el estado del circuito o instalacioacuten eleacutectrica Es fundamental para el electricista conocer su funcionamiento para poder utilizarlos eficazmente y sin riesgo para el instrumento y la persona Podemos encontrar instrumentos de medida analoacutegicos (de aguja sobre escala graduada) o digitales (con display alfanumeacuterico) Los poliacutemetros digitales incorporan varios instrumentos de medida en el mismo aparato Es importante fijarse en la polaridad de la medida Cuando la polaridad es inversa en los instrumentos digitales nos daraacute una lectura negativa sin embargo en los instrumentos analoacutegicos como la aguja no puede desplazarse maacutes abajo del cero nos daraacute cero Tambieacuten hay que saber seleccionar la escala adecuada ajustaacutendola al rango de medidas esperado Si se desconoce completamente la lectura esperada hay que empezar midiendo con la escala mayor y si el resultado es cero o muy proacuteximo a cero iremos reduciendo la escala obteniendo mayor precisioacuten Si empezamos midiendo con una escala demasiada pequentildea la lectura nos daraacute el valor maacuteximo o apareceraacute un 1 en los poliacutemetros pudiendo dantildear el instrumento de medida VOLTIacuteMETRO Mide la diferencia de tensioacuten entre dos puntos del circuito Dispone de dos terminales para hacer contacto con los puntos del circuito deseados Tiene una resistencia interna muy elevada por lo que no puede pasar la corriente a traveacutes suyo Se conecta en paralelo con la carga a medir Si se conecta en serie interrumpiraacute la corriente y el circuito no funcionaraacute AMPERIacuteMETRO Mide la corriente que circula a traveacutes del instrumento de medida Dispone de dos terminales como si de un receptor se tratara Tiene una resistencia interna muy baja por lo que no ofrece resistencia al paso de la corriente Se conecta en serie con la carga a medir Si se conecta en paralelo provocaraacute un cortocircuito pudiendo dantildear el instrumento VATIacuteMETRO Mide la potencia media que consume una parte del circuito Internamente estaacute compuesto por un voltiacutemetro y un amperiacutemetro Dispone de 4 terminales dos para el voltiacutemetro y dos para el amperiacutemetro El voltiacutemetro se conecta en paralelo y el amperiacutemetro en serie siguiendo las precauciones antes mencionadas CONTADOR DE ENERGIacuteA Mide la energiacutea consumida por una instalacioacuten a lo largo del tiempo Es utilizado por las compantildeiacuteas eleacutectricas para medir el teacutermino de energiacutea de
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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la factura eleacutectrica Internamente se comporta como un vatiacutemetro (un amperiacutemetro y un voltiacutemetro) OHMIacuteMETRO Mide la resistencia de una parte del circuito Dispone de dos terminales para hacer contacto con los puntos del circuito deseados Internamente estaacute compuesto por una fuente de alimentacioacuten interna muy pequentildea y un voltiacutemetro Se debe conectar sin tensioacuten Si se conecta con tensioacuten la fuente de alimentacioacuten del propio circuito falsearaacute la medida
Ejercicio 1 Conecta los instrumentos de medida necesarios para medir la
tensioacuten corriente y potencia de la resistencia
Ejercicio 2 Determina la lectura de los siguientes instrumentos de medida
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EJERCICIOS II5 Medidas
Alumno Grupo
1- Determina la lectura de cada uno de los instrumentos de medida
2- Determina la lectura de los siguientes instrumentos de medida con el pulsador abierto y con el interruptor cerrado
3- Determina la lectura de los siguientes instrumentos de medida si la tensioacuten de la pila es de 50V con el interruptor abierto y con el interruptor cerrado
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4- Determina la medida de cada vatiacutemetro
5- Determina la lectura de los siguientes instrumentos de medida con el interruptor abierto y con el interruptor cerrado
6- Determina la lectura de cada uno de los instrumentos de medida con el interruptor abierto y con el interruptor cerrado
V1 V2 A1 A2 W1 W2 Int Abierto Int Cerrado
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II6 ACOPLAMIENTO EN SERIE
Las resistencias pueden acoplarse de tres formas - serie cuando estaacuten colocadas una detraacutes de la otra de forma que la intensidad que circula por todas ellas sea la misma - paralelo cuando estaacuten colocadas una al lado de la otra de forma que la tensioacuten que hay en sus extremos sea la misma - mixto combinando serie y paralelo Llamamos resistencia equivalente de una parte del circuito al valor de la resistencia que sustituyendo al conjunto de resistencias de dicha porcioacuten de circuito provoca el mismo efecto que el circuito original Ahora estudiaremos el acoplamiento serie
A) La intensidad es la misma para cada una de las resistencias y de la resistencia equivalente
321 ==== IIII eq
B) La tensioacuten equivalente es igual a la suma de las tensiones individuales
321 +++= VVVVeq
C) La potencia equivalente es igual a la suma de las potencias individuales
321 +++= PPPPeq
D) La resistencia equivalente es igual a la suma de cada una de las resistencias
321 +++= RRRReq
Ejercicio 1 Calcula la potencia disipada por cada resistencia
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EJERCICIOS II6 Acoplamiento en serie
Alumno Grupo
1- Calcula la I PR1 PR2 PTotal
2- Calcula la PR2
3- Determina la lectura de los aparatos de medida
4- iquestQueacute resistencia hay que acoplar en serie para que la I=0192A
5- Calcula la PR1 con el conmutador en A y con el conmutador en B
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II7 ACOPLAMIENTO EN PARALELO
Decimos que un conjunto de resistencias estaacuten acopladas en paralelo cuando estaacuten colocadas una al lado de la otra de forma que la tensioacuten que hay en sus extremos sea la misma
A) La intensidad equivalente es igual a la suma de las intensidades individuales
321 +++= IIII eq
B) La tensioacuten es la misma para cada una de las resistencias y de la resistencia equivalente
321 ==== VVVVeq
C) La potencia equivalente es igual a la suma de las potencias individuales
321 +++= PPPPeq
D) La resistencia equivalente se calcula mediante la siguiente foacutermula
111
1
321
+++
=
RRR
Req
Ejercicio 1 Calcula la resistencia equivalente del circuito y la potencia total
disipada
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EJERCICIOS II7 Acoplamiento en paralelo
Alumno Grupo
1- Calcula la Req I1 I2 y Ieq
2- Calcula la potencia consumida por la resistencia 2
3- Determina la lectura de los instrumentos de medida
4- Calcula la potencia generada por la pila con el interruptor abierto y cerrado
5- Sea un circuito con una pila de 24V y 10 resistencias en paralelo de 50Ω cada una Calcula la resistencia equivalente y la intensidad total consumida
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II8 ACOPLAMIENTO MIXTO
Llamamos acoplamiento mixto cuando estaacuten presentes los dos tipos de acoplamiento ya estudiados paralelo y serie La dificultad de este tipo de ejercicios radica en aplicar en el orden correcto el caacutelculo de la resistencia equivalente en paralelo o en serie Primero hay que aislar los subconjuntos de resistencias que formen un acoplamiento puro (paralelo o serie) y sustituirlo por su resistencia equivalente Posteriormente iraacuten apareciendo nuevos acoplamientos puros con esta resistencia equivalente que seraacute reducidos otra vez Y asiacute sucesivamente hasta que podamos aplicar la ley de ohm y despejar las variables del circuito desconocidas Ejercicio 1 Calcula la resistencia equivalente del circuito y la potencia total
disipada Calcula ahora la potencia disipada por cada resistencia
Ejercicio 2 Calcula la potencia disipada por la resistencia 5
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EJERCICIOS II8 Acoplamiento mixto
Alumno Grupo
1- Calcula la resistencia equivalente del circuito la potencia consumida por la resistencia 3 y la intensidad que circula por la resistencia 2
2- Calcula la potencia consumida por la resistencia 2
3- Calcula la resistencia equivalente del circuito y potencia disipada por la resistencia 1
4- Determina la lectura de los instrumentos de medida
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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II9 POTENCIOacuteMETRO
En muchas aplicaciones deseamos poder regular el valor de una resistencia con el fin de modificar el comportamiento de un circuito Cuando podamos regular dicho valor manualmente hablaremos de potencioacutemetros o reostatos Esto se consigue antildeadiendo a una resistencia un terminal que esteacute en contacto con un punto intermedio del conductor de forma que a mayor proximidad uno de los os terminales menor resistencia Un potencioacutemetro tendraacute por tanto tres terminales dos en los extremos y uno intermedio Se representa como
Ejercicio 1 Calcula la intensidad maacutexima y miacutenima que podraacute circular por el
siguiente circuito
Ejercicio 2 iquestEntre queacute valores de tensioacuten podemos regular la bombilla
incandescente
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EJERCICIOS II9 Potencioacutemetro
Alumno Grupo
1- Obteacuten la intensidad que circularaacute por el siguiente circuito si el potencioacutemetro estaacute regulado a) a maacutexima resistencia b) a miacutenima resistencia
2- Obteacuten el rango de lecturas del voltiacutemetro seguacuten regulemos el reostato
3- iquestEn queacute posicioacuten (arriba o abajo) conseguiremos que la bombilla brille con maacutexima intensidad iquestCuaacutenta potencia disiparaacute en este caso
4- Calcula la intensidad que atraviesa la resistencia 1 si el reostato estaacute regulado al 25 de su resistencia maacutexima
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II10 LEYES DE KIRCHOFF
Hasta ahora hemos considerado circuitos con soacutelo un generador y varias resistencias Pero hay circuitos maacutes complicados en los que se asocian varios generadores con varias resistencias Para resolver estos circuitos utilizaremos unas reglas sencillas propuestas por GR Kirchoff Conceptos previos - Nudo Es cualquier punto del circuito donde confluyen tres o maacutes conductores - Rama Es cualquier parte del circuito comprendida entro dos nudos adyacentes - Malla Es cualquier camino cerrado que pueda ser recorrido sin pasar maacutes de una vez por el mismo punto Leyes de Kirchoff 1ordf ley La suma de las intensidades que concurren en cualquier nudo es nula
sum = 0I
2ordf ley La suma de las caiacutedas de tensioacuten de todos los elementos de una malla es nula
sum = 0V
Para aplicar esta segunda ley primero asignamos un sentido de circulacioacuten arbitrario a cada rama Despueacutes comenzando de un punto cualquiera de una malla la recorremos en su totalidad sumando todas sus tensiones parciales y la igualamos a cero Para lo cual seguiremos el siguiente criterio de signos - La tensioacuten de cualquier generador (su fem) es positiva si lo recorremos del polo negativo al positivo y viceversa - La tensioacuten de cualquier resistencia (IR) es negativa si la recorremos en el mismo sentido que hemos asignado previamente a la intensidad y viceversa Aplicando las leyes de Kirchhoff obtendremos un sistema de ecuaciones resoluble Sin embargo el nuacutemero de ecuaciones obtenidas suele ser mayor que el nuacutemero de incoacutegnitas del sistema Asiacute empezaremos eliminando las ecuaciones de nudos redundantes (por ser combinacioacuten lineal de las otras) y luego eliminaremos ecuaciones de malla hasta igualar el nuacutemero de ecuaciones con el de incoacutegnitas Y ahora soacutelo queda resolver el sistema de ecuaciones
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Ejercicio 1 Aplica la primera ley de Kirchhoff para obtener la corriente que
circula por el siguiente circuito
Ejercicio 2 Identifica todos los nudos ramas y mallas del siguiente circuito
Ejercicio 3 Aplica las leyes de Kirchhoff para obtener las intensidades de
cada rama del circuito anterior
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EJERCICIOS II10 Leyes de kirchoff Alumno Grupo
1- Calcula la intensidad que recorre el circuito Indica su sentido
2- Calcula la intensidad si cada pila es de 5V (hay 3 pilas en serie)
3- Calcula la intensidad de cada una de las ramas del circuito
4- Calcula la intensidad de cada una de las ramas del circuito
5- Plantea las ecuaciones de Kirchhoff (no hace falta resolverlas)
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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PRAacuteCTICA II1 SERIE Y PARALELO
El objeto de esta praacutectica es observar aplicar y comprobar los conceptos de tensioacuten resistencia corriente y potencia en los circuitos simples serie y paralelo El montaje de la praacutectica estaacute compuesto por dos sub-circuitos activados mediante un conmutador El primer sub-circuito corresponde a 3 portalaacutemparas en paralelo El segundo sub-circuito lo forman 2 portalaacutemparas en serie En ambos circuito mediremos tensiones e intensidades Inicialmente el circuito no tiene ninguna bombilla en los portalaacutemparas Esquema
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Actividades de un circuito simple 1- Si ponemos una laacutempara de 40W en el portalaacutemparas H1 y dejamos el conmutador en la posicioacuten del dibujo iquestQueacute tensioacuten mediremos en el portalaacutemparas H1 iquestQueacute corriente mediremos en el amperiacutemetro 2- Cambiamos el conmutador de posicioacuten iquestQueacute tensioacuten mediremos en el portalaacutemparas H1 iquestQueacute corriente mediremos en el amperiacutemetro 3- Cambiamos la laacutempara de 40W por una de 60W iquestQueacute tensioacuten mediremos en el portalaacutemparas H1 iquestQueacute corriente mediremos en el amperiacutemetro 4- Cambiamos la laacutempara de 60W por una de 25W iquestQueacute tensioacuten mediremos en el portalaacutemparas H1 iquestQueacute corriente mediremos en el amperiacutemetro 5- iquestQueacute bombilla luciraacute con mayor intensidad la de mayor potencia o la de menor potencia iquestY cuaacutel consume maacutes corriente 6- iquestQueacute pasaraacute si quitamos el amperiacutemetro iquestY si lo sustituimos el amperiacutemetro por un voltiacutemetro 7- Calcula mediante la ley de Ohm la resistencia en caliente de cada bombilla iquestCuaacutel ofrece maacutes resistencia al paso de la corriente 8- Mide ahora con el ohmioacutemetro la resistencia de cada una de las bombillas en friacuteo 9- Razona por queacute difiere la resistencia calculada en el punto 6 con la resistencia medida
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Actividades de un circuito paralelo 10- Volvemos a colocar el amperiacutemetro en vez del voltiacutemetro Colocamos una bombilla de 40W en H1 de 60W en H2 y de25 en H3 iquestQueacute laacutempara tendraacute mayor tensioacuten en sus extremos iquestCuaacutento valdraacute 11- iquestQueacute intensidad consumiraacute cada una de las laacutemparas iquestY las tres juntas 12- Calcula la resistencia que ofrecen las tres laacutemparas juntas mediante la ley de Ohm y mediante la suma de resistencias en paralelo Compaacuteralas 13- iquestPuede ser mayor la resistencia total que la resistencia interna de las laacutemparas 14- iquestQueacute laacutempara consume maacutes potencia de las tres iquestCuaacutenta potencia estaacuten consumiendo las tres laacutemparas juntas 15- iquestQueacute ocurre si desconectamos la laacutempara de 25 W del circuito iquestPueden funcionar las otras laacutemparas sin que funcione H3 iquestCuaacutento mediraacute el amperiacutemetro 16- iquestQueacute ocurriraacute si cortocircuitamos el portalaacutemparas H2
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Actividades de un circuito serie 17- Quitamos las laacutemparas de los portalaacutemparas en pararelo Colocamos en H4 la laacutempara de 40W y en H5 la de 60W Cambiamos de posicioacuten el conmutador iquestQueacute laacutempara luciraacute con mayor intensidad 18- iquestQueacute laacutempara tendraacute mayor tensioacuten en sus extremos Medimos ahora la tensioacuten de cada laacutempara y la intensidad del amperiacutemetro VH1= VH2= I= 19- La corriente medida por el amperiacutemetro seraacute mayor o menor que si tuvieacuteramos un circuito simple con soacutelo una de las laacutemparas iquestPor queacute 20- iquestQueacute ocurriraacute si cortocircuitamos la laacutempara H4 21- iquestQueacute ocurriraacute si desconectamos la laacutempara H5 22- iquestQueacute resistencia interna tiene cada laacutempara iquestPor queacute difiere este valor con el obtenido en el punto13 23- Cambiamos la laacutempara H4 de 40W por una de 25W iquestCuaacutel luciraacute con maacutes intensidad la de 25W o la de 60W iquestQueacute laacutempara tendraacute mayor tensioacuten en sus extremos
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CUESTIONES TEMA 2 CIRCUITOS DE CORRIENTE CONTINUA Haz una redaccioacuten de al menos 100 palabras con cada uno de los siguientes temas 1- El circuito eleacutectrico y sus elementos La resistencia la resistividad y la ley de Ohm 2- Potencia y energiacutea eleacutectrica Facturacioacuten de la electricidad El efecto Joule 3- Medida de las magnitudes eleacutectricas Instrumentos de medida 4- Acoplamiento serie y paralelo Leyes de Kirchoff para el anaacutelisis de circuitos eleacutectricos
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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FORMULARIO TEMA 2 CIRCUITOS DE CORRIENTE CONTINUA
RIV sdot= IVP sdot= RIP sdot= 2 R
VP
2
=
S
lR sdot= ρ ( )[ ]201ordm20 minussdot+sdot= TRR α
t
EP = RIPJolue sdot= 2 tRIEJoule sdotsdot= 2
SERIE PARALELO
321 ==== IIII eq 321 +++= IIII eq
321 +++= VVVVeq 321 ==== VVVVeq
321 +++= PPPPeq 321 +++= PPPPeq
321 +++= RRRReq
1111
321
+++
=
RRR
Req
Leyes de Kirchoff 1ordf ley sum = 0I
2ordf ley sum = 0V
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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II3 POTENCIA
Se define la potencia como el trabajo realizado en una unidad de tiempo Matemaacuteticamente se expresa como
t
EP = donde P es la potencia y se mide en Vatios (W)
La potencia se aplica a todas las formas de la energiacutea Asiacute podemos hablar de potencia mecaacutenica lumiacutenica acuacutestica caloriacutefica y por supuesto eleacutectrica En el caso de la potencia eleacutectrica vimos que el trabajo eleacutectrico se produciacutea al desplazar electrones de un sitio con un potencial eleacutectrico a otro con distinto potencial y se mediacutea como
VQE ∆sdot= donde el signo del trabajo indicaba si se absorbiacutea o emitiacutea energiacutea Asiacute sustituyendo obtenemos que
VIt
VQ
t
EP ∆sdot=
∆sdot== VIP sdot=
Esta foacutermula la podemos combinar con la ley de Ohm para obtener las siguientes ecuaciones de la potencia eleacutectrica
( ) RIRIIVIP sdot=sdotsdot=sdot= 2 RIP sdot= 2
R
VV
R
VVIP
2
=sdot=sdot= R
VP
2
=
Ejercicio 1 Una bateriacutea de 24V genera una corriente de 4A iquestQueacute potencia
eleacutectrica estaacute generando
Ejercicio 2 Por una resistencia de 500Ω circula una corriente de 4A iquestQueacute
potencia consume la resistencia iquestSi circula el doble de corriente consumiraacute
el doble de potencia
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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EJERCICIOS II3 Potencia Alumno Grupo
1- Un calefactor de 230 V consume 26 A iquestQueacute potencia eleacutectrica consume 2- iquestQueacute corriente consume una bombilla de 60 W y 230 V 3- Conectamos una bateriacutea de 24 V a una resistencia de 580 Ω iquestQueacute potencia consume la resistencia y queacute potencia genera la bateriacutea 4- Un receptor eleacutectrico gasta 200 W de potencia Si medimos la intensidad que circula por su interior nos da 166 A iquestQueacute tensioacuten se le ha aplicado 5- Una bombilla de 40 W se le aplica una tensioacuten de 125 V iquestQueacute intensidad pasa por la bombilla iquestCuaacutel es la resistencia de la bombilla 6- Calcula la potencia consumida por la resistencia
7- iquestQueacute resistencia tendriacuteamos que poner en el circuito anterior para que consumiera una potencia de 100 W 8- Por un hilo de aluminio de 4mm2 de seccioacuten y 15 m de longitud pasa una corriente de 12 A iquestQueacute potencia disipa el hilo en forma de calor
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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II4 ENERGIacuteA
Definimos la potencia como el trabajo realizado en una unidad de tiempo Asiacute la energiacutea eleacutectrica se obtiene multiplicando la potencia por el tiempo
tPE sdot= Este trabajo o energiacutea se mide en Julios Sin embargo puesto que el Julio es una unidad de medida muy pequentildea las compantildeiacuteas eleacutectricas facturan la energiacutea consumida en kilovatios-hora (Kwh) Para obtener la energiacutea en Kwh basta con utilizar Kw para la potencia y horas para el tiempo Ejercicio 1 Una estufa eleacutectrica de 125V que consume 6A se queda encendida
medio diacutea iquestCuaacutenta energiacutea (en Julios y kwh) la estufa iquestCuaacutento me factura la
compantildeiacutea eleacutectrica por la energiacutea consumida si el coste del Kwh es de 14
ceacutentimos de euro
Hemos visto coacutemo la energiacutea eleacutectrica se transforma en otras formas de energiacutea como la luz movimiento sonidohellip Sin embargo cuando por un conductor circula corriente y se disipa energiacutea iquesten queacute se transforma La respuesta es en calor A este fenoacutemeno se le denomina efecto Joule La ley de Joule expresa el valor de la potencia y la energiacutea disipada por un conductor en forma de calor como
RIPJolue sdot=2 tRIEJoule sdotsdot=
2
El efecto Joule nos permite generar calor para aparatos de calefaccioacuten e iluminacioacuten de forma coacutemoda y sencilla pero tambieacuten provocan el efecto no deseado de hacernos perder energiacutea en forma de calor en conductores y receptores pudiendo sobrecalentarlos ademaacutes de obligarnos a incrementar las secciones de los conductores cuando queremos transportar una energiacutea eleacutectrica elevada Ejercicio 2 Conectamos un calentador eleacutectrico cuya resistencia vale 120Ω a
una tensioacuten de 125V durante 2 horas Calcula la intensidad de corriente que
consume el calentador Calcula la energiacutea y la potencia disipada por efecto
Joule
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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EJERCICIOS II4 Energiacutea
Alumno Grupo
1- iquestCuaacutenta energiacutea (en Julios y en Kwh) consume una bombilla de 100 W encendida todo un diacutea 2- Un motor eleacutectrico de 230 V consume 4 A de corriente iquestCuaacutenta energiacutea (en Julios y en Kwh) habraacute consumido al cabo de media hora 3- Si el coste del Kwh es de 15 ceacutentimos calcula cuaacutento cuesta tener encendido 1000 horas una bombilla de 60 W 4- Calcula el ahorro que supone sustituir dicha bombilla por otra de bajo consumo que con 12 W ilumina lo mismo 5- Calcula la energiacutea disipada en forma de calor al cabo de una hora por un conductor de aluminio de 2 km de longitud y 16 mm2 por el que circulan 25 A Calcula ahora el coste econoacutemico suponiendo el coste del Kwh de 12 ceacutentimos 6- Calcula la energiacutea caloriacutefica generada por la resistencia al cabo de 2 diacuteas
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II5 INSTRUMENTOS DE MEDIDA
Los instrumentos de medida eleacutectricos sirven para conocer el estado del circuito o instalacioacuten eleacutectrica Es fundamental para el electricista conocer su funcionamiento para poder utilizarlos eficazmente y sin riesgo para el instrumento y la persona Podemos encontrar instrumentos de medida analoacutegicos (de aguja sobre escala graduada) o digitales (con display alfanumeacuterico) Los poliacutemetros digitales incorporan varios instrumentos de medida en el mismo aparato Es importante fijarse en la polaridad de la medida Cuando la polaridad es inversa en los instrumentos digitales nos daraacute una lectura negativa sin embargo en los instrumentos analoacutegicos como la aguja no puede desplazarse maacutes abajo del cero nos daraacute cero Tambieacuten hay que saber seleccionar la escala adecuada ajustaacutendola al rango de medidas esperado Si se desconoce completamente la lectura esperada hay que empezar midiendo con la escala mayor y si el resultado es cero o muy proacuteximo a cero iremos reduciendo la escala obteniendo mayor precisioacuten Si empezamos midiendo con una escala demasiada pequentildea la lectura nos daraacute el valor maacuteximo o apareceraacute un 1 en los poliacutemetros pudiendo dantildear el instrumento de medida VOLTIacuteMETRO Mide la diferencia de tensioacuten entre dos puntos del circuito Dispone de dos terminales para hacer contacto con los puntos del circuito deseados Tiene una resistencia interna muy elevada por lo que no puede pasar la corriente a traveacutes suyo Se conecta en paralelo con la carga a medir Si se conecta en serie interrumpiraacute la corriente y el circuito no funcionaraacute AMPERIacuteMETRO Mide la corriente que circula a traveacutes del instrumento de medida Dispone de dos terminales como si de un receptor se tratara Tiene una resistencia interna muy baja por lo que no ofrece resistencia al paso de la corriente Se conecta en serie con la carga a medir Si se conecta en paralelo provocaraacute un cortocircuito pudiendo dantildear el instrumento VATIacuteMETRO Mide la potencia media que consume una parte del circuito Internamente estaacute compuesto por un voltiacutemetro y un amperiacutemetro Dispone de 4 terminales dos para el voltiacutemetro y dos para el amperiacutemetro El voltiacutemetro se conecta en paralelo y el amperiacutemetro en serie siguiendo las precauciones antes mencionadas CONTADOR DE ENERGIacuteA Mide la energiacutea consumida por una instalacioacuten a lo largo del tiempo Es utilizado por las compantildeiacuteas eleacutectricas para medir el teacutermino de energiacutea de
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la factura eleacutectrica Internamente se comporta como un vatiacutemetro (un amperiacutemetro y un voltiacutemetro) OHMIacuteMETRO Mide la resistencia de una parte del circuito Dispone de dos terminales para hacer contacto con los puntos del circuito deseados Internamente estaacute compuesto por una fuente de alimentacioacuten interna muy pequentildea y un voltiacutemetro Se debe conectar sin tensioacuten Si se conecta con tensioacuten la fuente de alimentacioacuten del propio circuito falsearaacute la medida
Ejercicio 1 Conecta los instrumentos de medida necesarios para medir la
tensioacuten corriente y potencia de la resistencia
Ejercicio 2 Determina la lectura de los siguientes instrumentos de medida
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EJERCICIOS II5 Medidas
Alumno Grupo
1- Determina la lectura de cada uno de los instrumentos de medida
2- Determina la lectura de los siguientes instrumentos de medida con el pulsador abierto y con el interruptor cerrado
3- Determina la lectura de los siguientes instrumentos de medida si la tensioacuten de la pila es de 50V con el interruptor abierto y con el interruptor cerrado
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4- Determina la medida de cada vatiacutemetro
5- Determina la lectura de los siguientes instrumentos de medida con el interruptor abierto y con el interruptor cerrado
6- Determina la lectura de cada uno de los instrumentos de medida con el interruptor abierto y con el interruptor cerrado
V1 V2 A1 A2 W1 W2 Int Abierto Int Cerrado
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II6 ACOPLAMIENTO EN SERIE
Las resistencias pueden acoplarse de tres formas - serie cuando estaacuten colocadas una detraacutes de la otra de forma que la intensidad que circula por todas ellas sea la misma - paralelo cuando estaacuten colocadas una al lado de la otra de forma que la tensioacuten que hay en sus extremos sea la misma - mixto combinando serie y paralelo Llamamos resistencia equivalente de una parte del circuito al valor de la resistencia que sustituyendo al conjunto de resistencias de dicha porcioacuten de circuito provoca el mismo efecto que el circuito original Ahora estudiaremos el acoplamiento serie
A) La intensidad es la misma para cada una de las resistencias y de la resistencia equivalente
321 ==== IIII eq
B) La tensioacuten equivalente es igual a la suma de las tensiones individuales
321 +++= VVVVeq
C) La potencia equivalente es igual a la suma de las potencias individuales
321 +++= PPPPeq
D) La resistencia equivalente es igual a la suma de cada una de las resistencias
321 +++= RRRReq
Ejercicio 1 Calcula la potencia disipada por cada resistencia
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EJERCICIOS II6 Acoplamiento en serie
Alumno Grupo
1- Calcula la I PR1 PR2 PTotal
2- Calcula la PR2
3- Determina la lectura de los aparatos de medida
4- iquestQueacute resistencia hay que acoplar en serie para que la I=0192A
5- Calcula la PR1 con el conmutador en A y con el conmutador en B
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II7 ACOPLAMIENTO EN PARALELO
Decimos que un conjunto de resistencias estaacuten acopladas en paralelo cuando estaacuten colocadas una al lado de la otra de forma que la tensioacuten que hay en sus extremos sea la misma
A) La intensidad equivalente es igual a la suma de las intensidades individuales
321 +++= IIII eq
B) La tensioacuten es la misma para cada una de las resistencias y de la resistencia equivalente
321 ==== VVVVeq
C) La potencia equivalente es igual a la suma de las potencias individuales
321 +++= PPPPeq
D) La resistencia equivalente se calcula mediante la siguiente foacutermula
111
1
321
+++
=
RRR
Req
Ejercicio 1 Calcula la resistencia equivalente del circuito y la potencia total
disipada
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EJERCICIOS II7 Acoplamiento en paralelo
Alumno Grupo
1- Calcula la Req I1 I2 y Ieq
2- Calcula la potencia consumida por la resistencia 2
3- Determina la lectura de los instrumentos de medida
4- Calcula la potencia generada por la pila con el interruptor abierto y cerrado
5- Sea un circuito con una pila de 24V y 10 resistencias en paralelo de 50Ω cada una Calcula la resistencia equivalente y la intensidad total consumida
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II8 ACOPLAMIENTO MIXTO
Llamamos acoplamiento mixto cuando estaacuten presentes los dos tipos de acoplamiento ya estudiados paralelo y serie La dificultad de este tipo de ejercicios radica en aplicar en el orden correcto el caacutelculo de la resistencia equivalente en paralelo o en serie Primero hay que aislar los subconjuntos de resistencias que formen un acoplamiento puro (paralelo o serie) y sustituirlo por su resistencia equivalente Posteriormente iraacuten apareciendo nuevos acoplamientos puros con esta resistencia equivalente que seraacute reducidos otra vez Y asiacute sucesivamente hasta que podamos aplicar la ley de ohm y despejar las variables del circuito desconocidas Ejercicio 1 Calcula la resistencia equivalente del circuito y la potencia total
disipada Calcula ahora la potencia disipada por cada resistencia
Ejercicio 2 Calcula la potencia disipada por la resistencia 5
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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EJERCICIOS II8 Acoplamiento mixto
Alumno Grupo
1- Calcula la resistencia equivalente del circuito la potencia consumida por la resistencia 3 y la intensidad que circula por la resistencia 2
2- Calcula la potencia consumida por la resistencia 2
3- Calcula la resistencia equivalente del circuito y potencia disipada por la resistencia 1
4- Determina la lectura de los instrumentos de medida
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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II9 POTENCIOacuteMETRO
En muchas aplicaciones deseamos poder regular el valor de una resistencia con el fin de modificar el comportamiento de un circuito Cuando podamos regular dicho valor manualmente hablaremos de potencioacutemetros o reostatos Esto se consigue antildeadiendo a una resistencia un terminal que esteacute en contacto con un punto intermedio del conductor de forma que a mayor proximidad uno de los os terminales menor resistencia Un potencioacutemetro tendraacute por tanto tres terminales dos en los extremos y uno intermedio Se representa como
Ejercicio 1 Calcula la intensidad maacutexima y miacutenima que podraacute circular por el
siguiente circuito
Ejercicio 2 iquestEntre queacute valores de tensioacuten podemos regular la bombilla
incandescente
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EJERCICIOS II9 Potencioacutemetro
Alumno Grupo
1- Obteacuten la intensidad que circularaacute por el siguiente circuito si el potencioacutemetro estaacute regulado a) a maacutexima resistencia b) a miacutenima resistencia
2- Obteacuten el rango de lecturas del voltiacutemetro seguacuten regulemos el reostato
3- iquestEn queacute posicioacuten (arriba o abajo) conseguiremos que la bombilla brille con maacutexima intensidad iquestCuaacutenta potencia disiparaacute en este caso
4- Calcula la intensidad que atraviesa la resistencia 1 si el reostato estaacute regulado al 25 de su resistencia maacutexima
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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II10 LEYES DE KIRCHOFF
Hasta ahora hemos considerado circuitos con soacutelo un generador y varias resistencias Pero hay circuitos maacutes complicados en los que se asocian varios generadores con varias resistencias Para resolver estos circuitos utilizaremos unas reglas sencillas propuestas por GR Kirchoff Conceptos previos - Nudo Es cualquier punto del circuito donde confluyen tres o maacutes conductores - Rama Es cualquier parte del circuito comprendida entro dos nudos adyacentes - Malla Es cualquier camino cerrado que pueda ser recorrido sin pasar maacutes de una vez por el mismo punto Leyes de Kirchoff 1ordf ley La suma de las intensidades que concurren en cualquier nudo es nula
sum = 0I
2ordf ley La suma de las caiacutedas de tensioacuten de todos los elementos de una malla es nula
sum = 0V
Para aplicar esta segunda ley primero asignamos un sentido de circulacioacuten arbitrario a cada rama Despueacutes comenzando de un punto cualquiera de una malla la recorremos en su totalidad sumando todas sus tensiones parciales y la igualamos a cero Para lo cual seguiremos el siguiente criterio de signos - La tensioacuten de cualquier generador (su fem) es positiva si lo recorremos del polo negativo al positivo y viceversa - La tensioacuten de cualquier resistencia (IR) es negativa si la recorremos en el mismo sentido que hemos asignado previamente a la intensidad y viceversa Aplicando las leyes de Kirchhoff obtendremos un sistema de ecuaciones resoluble Sin embargo el nuacutemero de ecuaciones obtenidas suele ser mayor que el nuacutemero de incoacutegnitas del sistema Asiacute empezaremos eliminando las ecuaciones de nudos redundantes (por ser combinacioacuten lineal de las otras) y luego eliminaremos ecuaciones de malla hasta igualar el nuacutemero de ecuaciones con el de incoacutegnitas Y ahora soacutelo queda resolver el sistema de ecuaciones
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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Ejercicio 1 Aplica la primera ley de Kirchhoff para obtener la corriente que
circula por el siguiente circuito
Ejercicio 2 Identifica todos los nudos ramas y mallas del siguiente circuito
Ejercicio 3 Aplica las leyes de Kirchhoff para obtener las intensidades de
cada rama del circuito anterior
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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EJERCICIOS II10 Leyes de kirchoff Alumno Grupo
1- Calcula la intensidad que recorre el circuito Indica su sentido
2- Calcula la intensidad si cada pila es de 5V (hay 3 pilas en serie)
3- Calcula la intensidad de cada una de las ramas del circuito
4- Calcula la intensidad de cada una de las ramas del circuito
5- Plantea las ecuaciones de Kirchhoff (no hace falta resolverlas)
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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PRAacuteCTICA II1 SERIE Y PARALELO
El objeto de esta praacutectica es observar aplicar y comprobar los conceptos de tensioacuten resistencia corriente y potencia en los circuitos simples serie y paralelo El montaje de la praacutectica estaacute compuesto por dos sub-circuitos activados mediante un conmutador El primer sub-circuito corresponde a 3 portalaacutemparas en paralelo El segundo sub-circuito lo forman 2 portalaacutemparas en serie En ambos circuito mediremos tensiones e intensidades Inicialmente el circuito no tiene ninguna bombilla en los portalaacutemparas Esquema
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Actividades de un circuito simple 1- Si ponemos una laacutempara de 40W en el portalaacutemparas H1 y dejamos el conmutador en la posicioacuten del dibujo iquestQueacute tensioacuten mediremos en el portalaacutemparas H1 iquestQueacute corriente mediremos en el amperiacutemetro 2- Cambiamos el conmutador de posicioacuten iquestQueacute tensioacuten mediremos en el portalaacutemparas H1 iquestQueacute corriente mediremos en el amperiacutemetro 3- Cambiamos la laacutempara de 40W por una de 60W iquestQueacute tensioacuten mediremos en el portalaacutemparas H1 iquestQueacute corriente mediremos en el amperiacutemetro 4- Cambiamos la laacutempara de 60W por una de 25W iquestQueacute tensioacuten mediremos en el portalaacutemparas H1 iquestQueacute corriente mediremos en el amperiacutemetro 5- iquestQueacute bombilla luciraacute con mayor intensidad la de mayor potencia o la de menor potencia iquestY cuaacutel consume maacutes corriente 6- iquestQueacute pasaraacute si quitamos el amperiacutemetro iquestY si lo sustituimos el amperiacutemetro por un voltiacutemetro 7- Calcula mediante la ley de Ohm la resistencia en caliente de cada bombilla iquestCuaacutel ofrece maacutes resistencia al paso de la corriente 8- Mide ahora con el ohmioacutemetro la resistencia de cada una de las bombillas en friacuteo 9- Razona por queacute difiere la resistencia calculada en el punto 6 con la resistencia medida
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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Actividades de un circuito paralelo 10- Volvemos a colocar el amperiacutemetro en vez del voltiacutemetro Colocamos una bombilla de 40W en H1 de 60W en H2 y de25 en H3 iquestQueacute laacutempara tendraacute mayor tensioacuten en sus extremos iquestCuaacutento valdraacute 11- iquestQueacute intensidad consumiraacute cada una de las laacutemparas iquestY las tres juntas 12- Calcula la resistencia que ofrecen las tres laacutemparas juntas mediante la ley de Ohm y mediante la suma de resistencias en paralelo Compaacuteralas 13- iquestPuede ser mayor la resistencia total que la resistencia interna de las laacutemparas 14- iquestQueacute laacutempara consume maacutes potencia de las tres iquestCuaacutenta potencia estaacuten consumiendo las tres laacutemparas juntas 15- iquestQueacute ocurre si desconectamos la laacutempara de 25 W del circuito iquestPueden funcionar las otras laacutemparas sin que funcione H3 iquestCuaacutento mediraacute el amperiacutemetro 16- iquestQueacute ocurriraacute si cortocircuitamos el portalaacutemparas H2
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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Actividades de un circuito serie 17- Quitamos las laacutemparas de los portalaacutemparas en pararelo Colocamos en H4 la laacutempara de 40W y en H5 la de 60W Cambiamos de posicioacuten el conmutador iquestQueacute laacutempara luciraacute con mayor intensidad 18- iquestQueacute laacutempara tendraacute mayor tensioacuten en sus extremos Medimos ahora la tensioacuten de cada laacutempara y la intensidad del amperiacutemetro VH1= VH2= I= 19- La corriente medida por el amperiacutemetro seraacute mayor o menor que si tuvieacuteramos un circuito simple con soacutelo una de las laacutemparas iquestPor queacute 20- iquestQueacute ocurriraacute si cortocircuitamos la laacutempara H4 21- iquestQueacute ocurriraacute si desconectamos la laacutempara H5 22- iquestQueacute resistencia interna tiene cada laacutempara iquestPor queacute difiere este valor con el obtenido en el punto13 23- Cambiamos la laacutempara H4 de 40W por una de 25W iquestCuaacutel luciraacute con maacutes intensidad la de 25W o la de 60W iquestQueacute laacutempara tendraacute mayor tensioacuten en sus extremos
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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CUESTIONES TEMA 2 CIRCUITOS DE CORRIENTE CONTINUA Haz una redaccioacuten de al menos 100 palabras con cada uno de los siguientes temas 1- El circuito eleacutectrico y sus elementos La resistencia la resistividad y la ley de Ohm 2- Potencia y energiacutea eleacutectrica Facturacioacuten de la electricidad El efecto Joule 3- Medida de las magnitudes eleacutectricas Instrumentos de medida 4- Acoplamiento serie y paralelo Leyes de Kirchoff para el anaacutelisis de circuitos eleacutectricos
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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FORMULARIO TEMA 2 CIRCUITOS DE CORRIENTE CONTINUA
RIV sdot= IVP sdot= RIP sdot= 2 R
VP
2
=
S
lR sdot= ρ ( )[ ]201ordm20 minussdot+sdot= TRR α
t
EP = RIPJolue sdot= 2 tRIEJoule sdotsdot= 2
SERIE PARALELO
321 ==== IIII eq 321 +++= IIII eq
321 +++= VVVVeq 321 ==== VVVVeq
321 +++= PPPPeq 321 +++= PPPPeq
321 +++= RRRReq
1111
321
+++
=
RRR
Req
Leyes de Kirchoff 1ordf ley sum = 0I
2ordf ley sum = 0V
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EJERCICIOS II3 Potencia Alumno Grupo
1- Un calefactor de 230 V consume 26 A iquestQueacute potencia eleacutectrica consume 2- iquestQueacute corriente consume una bombilla de 60 W y 230 V 3- Conectamos una bateriacutea de 24 V a una resistencia de 580 Ω iquestQueacute potencia consume la resistencia y queacute potencia genera la bateriacutea 4- Un receptor eleacutectrico gasta 200 W de potencia Si medimos la intensidad que circula por su interior nos da 166 A iquestQueacute tensioacuten se le ha aplicado 5- Una bombilla de 40 W se le aplica una tensioacuten de 125 V iquestQueacute intensidad pasa por la bombilla iquestCuaacutel es la resistencia de la bombilla 6- Calcula la potencia consumida por la resistencia
7- iquestQueacute resistencia tendriacuteamos que poner en el circuito anterior para que consumiera una potencia de 100 W 8- Por un hilo de aluminio de 4mm2 de seccioacuten y 15 m de longitud pasa una corriente de 12 A iquestQueacute potencia disipa el hilo en forma de calor
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II4 ENERGIacuteA
Definimos la potencia como el trabajo realizado en una unidad de tiempo Asiacute la energiacutea eleacutectrica se obtiene multiplicando la potencia por el tiempo
tPE sdot= Este trabajo o energiacutea se mide en Julios Sin embargo puesto que el Julio es una unidad de medida muy pequentildea las compantildeiacuteas eleacutectricas facturan la energiacutea consumida en kilovatios-hora (Kwh) Para obtener la energiacutea en Kwh basta con utilizar Kw para la potencia y horas para el tiempo Ejercicio 1 Una estufa eleacutectrica de 125V que consume 6A se queda encendida
medio diacutea iquestCuaacutenta energiacutea (en Julios y kwh) la estufa iquestCuaacutento me factura la
compantildeiacutea eleacutectrica por la energiacutea consumida si el coste del Kwh es de 14
ceacutentimos de euro
Hemos visto coacutemo la energiacutea eleacutectrica se transforma en otras formas de energiacutea como la luz movimiento sonidohellip Sin embargo cuando por un conductor circula corriente y se disipa energiacutea iquesten queacute se transforma La respuesta es en calor A este fenoacutemeno se le denomina efecto Joule La ley de Joule expresa el valor de la potencia y la energiacutea disipada por un conductor en forma de calor como
RIPJolue sdot=2 tRIEJoule sdotsdot=
2
El efecto Joule nos permite generar calor para aparatos de calefaccioacuten e iluminacioacuten de forma coacutemoda y sencilla pero tambieacuten provocan el efecto no deseado de hacernos perder energiacutea en forma de calor en conductores y receptores pudiendo sobrecalentarlos ademaacutes de obligarnos a incrementar las secciones de los conductores cuando queremos transportar una energiacutea eleacutectrica elevada Ejercicio 2 Conectamos un calentador eleacutectrico cuya resistencia vale 120Ω a
una tensioacuten de 125V durante 2 horas Calcula la intensidad de corriente que
consume el calentador Calcula la energiacutea y la potencia disipada por efecto
Joule
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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EJERCICIOS II4 Energiacutea
Alumno Grupo
1- iquestCuaacutenta energiacutea (en Julios y en Kwh) consume una bombilla de 100 W encendida todo un diacutea 2- Un motor eleacutectrico de 230 V consume 4 A de corriente iquestCuaacutenta energiacutea (en Julios y en Kwh) habraacute consumido al cabo de media hora 3- Si el coste del Kwh es de 15 ceacutentimos calcula cuaacutento cuesta tener encendido 1000 horas una bombilla de 60 W 4- Calcula el ahorro que supone sustituir dicha bombilla por otra de bajo consumo que con 12 W ilumina lo mismo 5- Calcula la energiacutea disipada en forma de calor al cabo de una hora por un conductor de aluminio de 2 km de longitud y 16 mm2 por el que circulan 25 A Calcula ahora el coste econoacutemico suponiendo el coste del Kwh de 12 ceacutentimos 6- Calcula la energiacutea caloriacutefica generada por la resistencia al cabo de 2 diacuteas
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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II5 INSTRUMENTOS DE MEDIDA
Los instrumentos de medida eleacutectricos sirven para conocer el estado del circuito o instalacioacuten eleacutectrica Es fundamental para el electricista conocer su funcionamiento para poder utilizarlos eficazmente y sin riesgo para el instrumento y la persona Podemos encontrar instrumentos de medida analoacutegicos (de aguja sobre escala graduada) o digitales (con display alfanumeacuterico) Los poliacutemetros digitales incorporan varios instrumentos de medida en el mismo aparato Es importante fijarse en la polaridad de la medida Cuando la polaridad es inversa en los instrumentos digitales nos daraacute una lectura negativa sin embargo en los instrumentos analoacutegicos como la aguja no puede desplazarse maacutes abajo del cero nos daraacute cero Tambieacuten hay que saber seleccionar la escala adecuada ajustaacutendola al rango de medidas esperado Si se desconoce completamente la lectura esperada hay que empezar midiendo con la escala mayor y si el resultado es cero o muy proacuteximo a cero iremos reduciendo la escala obteniendo mayor precisioacuten Si empezamos midiendo con una escala demasiada pequentildea la lectura nos daraacute el valor maacuteximo o apareceraacute un 1 en los poliacutemetros pudiendo dantildear el instrumento de medida VOLTIacuteMETRO Mide la diferencia de tensioacuten entre dos puntos del circuito Dispone de dos terminales para hacer contacto con los puntos del circuito deseados Tiene una resistencia interna muy elevada por lo que no puede pasar la corriente a traveacutes suyo Se conecta en paralelo con la carga a medir Si se conecta en serie interrumpiraacute la corriente y el circuito no funcionaraacute AMPERIacuteMETRO Mide la corriente que circula a traveacutes del instrumento de medida Dispone de dos terminales como si de un receptor se tratara Tiene una resistencia interna muy baja por lo que no ofrece resistencia al paso de la corriente Se conecta en serie con la carga a medir Si se conecta en paralelo provocaraacute un cortocircuito pudiendo dantildear el instrumento VATIacuteMETRO Mide la potencia media que consume una parte del circuito Internamente estaacute compuesto por un voltiacutemetro y un amperiacutemetro Dispone de 4 terminales dos para el voltiacutemetro y dos para el amperiacutemetro El voltiacutemetro se conecta en paralelo y el amperiacutemetro en serie siguiendo las precauciones antes mencionadas CONTADOR DE ENERGIacuteA Mide la energiacutea consumida por una instalacioacuten a lo largo del tiempo Es utilizado por las compantildeiacuteas eleacutectricas para medir el teacutermino de energiacutea de
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
12
la factura eleacutectrica Internamente se comporta como un vatiacutemetro (un amperiacutemetro y un voltiacutemetro) OHMIacuteMETRO Mide la resistencia de una parte del circuito Dispone de dos terminales para hacer contacto con los puntos del circuito deseados Internamente estaacute compuesto por una fuente de alimentacioacuten interna muy pequentildea y un voltiacutemetro Se debe conectar sin tensioacuten Si se conecta con tensioacuten la fuente de alimentacioacuten del propio circuito falsearaacute la medida
Ejercicio 1 Conecta los instrumentos de medida necesarios para medir la
tensioacuten corriente y potencia de la resistencia
Ejercicio 2 Determina la lectura de los siguientes instrumentos de medida
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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EJERCICIOS II5 Medidas
Alumno Grupo
1- Determina la lectura de cada uno de los instrumentos de medida
2- Determina la lectura de los siguientes instrumentos de medida con el pulsador abierto y con el interruptor cerrado
3- Determina la lectura de los siguientes instrumentos de medida si la tensioacuten de la pila es de 50V con el interruptor abierto y con el interruptor cerrado
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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4- Determina la medida de cada vatiacutemetro
5- Determina la lectura de los siguientes instrumentos de medida con el interruptor abierto y con el interruptor cerrado
6- Determina la lectura de cada uno de los instrumentos de medida con el interruptor abierto y con el interruptor cerrado
V1 V2 A1 A2 W1 W2 Int Abierto Int Cerrado
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II6 ACOPLAMIENTO EN SERIE
Las resistencias pueden acoplarse de tres formas - serie cuando estaacuten colocadas una detraacutes de la otra de forma que la intensidad que circula por todas ellas sea la misma - paralelo cuando estaacuten colocadas una al lado de la otra de forma que la tensioacuten que hay en sus extremos sea la misma - mixto combinando serie y paralelo Llamamos resistencia equivalente de una parte del circuito al valor de la resistencia que sustituyendo al conjunto de resistencias de dicha porcioacuten de circuito provoca el mismo efecto que el circuito original Ahora estudiaremos el acoplamiento serie
A) La intensidad es la misma para cada una de las resistencias y de la resistencia equivalente
321 ==== IIII eq
B) La tensioacuten equivalente es igual a la suma de las tensiones individuales
321 +++= VVVVeq
C) La potencia equivalente es igual a la suma de las potencias individuales
321 +++= PPPPeq
D) La resistencia equivalente es igual a la suma de cada una de las resistencias
321 +++= RRRReq
Ejercicio 1 Calcula la potencia disipada por cada resistencia
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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EJERCICIOS II6 Acoplamiento en serie
Alumno Grupo
1- Calcula la I PR1 PR2 PTotal
2- Calcula la PR2
3- Determina la lectura de los aparatos de medida
4- iquestQueacute resistencia hay que acoplar en serie para que la I=0192A
5- Calcula la PR1 con el conmutador en A y con el conmutador en B
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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II7 ACOPLAMIENTO EN PARALELO
Decimos que un conjunto de resistencias estaacuten acopladas en paralelo cuando estaacuten colocadas una al lado de la otra de forma que la tensioacuten que hay en sus extremos sea la misma
A) La intensidad equivalente es igual a la suma de las intensidades individuales
321 +++= IIII eq
B) La tensioacuten es la misma para cada una de las resistencias y de la resistencia equivalente
321 ==== VVVVeq
C) La potencia equivalente es igual a la suma de las potencias individuales
321 +++= PPPPeq
D) La resistencia equivalente se calcula mediante la siguiente foacutermula
111
1
321
+++
=
RRR
Req
Ejercicio 1 Calcula la resistencia equivalente del circuito y la potencia total
disipada
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EJERCICIOS II7 Acoplamiento en paralelo
Alumno Grupo
1- Calcula la Req I1 I2 y Ieq
2- Calcula la potencia consumida por la resistencia 2
3- Determina la lectura de los instrumentos de medida
4- Calcula la potencia generada por la pila con el interruptor abierto y cerrado
5- Sea un circuito con una pila de 24V y 10 resistencias en paralelo de 50Ω cada una Calcula la resistencia equivalente y la intensidad total consumida
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II8 ACOPLAMIENTO MIXTO
Llamamos acoplamiento mixto cuando estaacuten presentes los dos tipos de acoplamiento ya estudiados paralelo y serie La dificultad de este tipo de ejercicios radica en aplicar en el orden correcto el caacutelculo de la resistencia equivalente en paralelo o en serie Primero hay que aislar los subconjuntos de resistencias que formen un acoplamiento puro (paralelo o serie) y sustituirlo por su resistencia equivalente Posteriormente iraacuten apareciendo nuevos acoplamientos puros con esta resistencia equivalente que seraacute reducidos otra vez Y asiacute sucesivamente hasta que podamos aplicar la ley de ohm y despejar las variables del circuito desconocidas Ejercicio 1 Calcula la resistencia equivalente del circuito y la potencia total
disipada Calcula ahora la potencia disipada por cada resistencia
Ejercicio 2 Calcula la potencia disipada por la resistencia 5
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EJERCICIOS II8 Acoplamiento mixto
Alumno Grupo
1- Calcula la resistencia equivalente del circuito la potencia consumida por la resistencia 3 y la intensidad que circula por la resistencia 2
2- Calcula la potencia consumida por la resistencia 2
3- Calcula la resistencia equivalente del circuito y potencia disipada por la resistencia 1
4- Determina la lectura de los instrumentos de medida
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II9 POTENCIOacuteMETRO
En muchas aplicaciones deseamos poder regular el valor de una resistencia con el fin de modificar el comportamiento de un circuito Cuando podamos regular dicho valor manualmente hablaremos de potencioacutemetros o reostatos Esto se consigue antildeadiendo a una resistencia un terminal que esteacute en contacto con un punto intermedio del conductor de forma que a mayor proximidad uno de los os terminales menor resistencia Un potencioacutemetro tendraacute por tanto tres terminales dos en los extremos y uno intermedio Se representa como
Ejercicio 1 Calcula la intensidad maacutexima y miacutenima que podraacute circular por el
siguiente circuito
Ejercicio 2 iquestEntre queacute valores de tensioacuten podemos regular la bombilla
incandescente
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EJERCICIOS II9 Potencioacutemetro
Alumno Grupo
1- Obteacuten la intensidad que circularaacute por el siguiente circuito si el potencioacutemetro estaacute regulado a) a maacutexima resistencia b) a miacutenima resistencia
2- Obteacuten el rango de lecturas del voltiacutemetro seguacuten regulemos el reostato
3- iquestEn queacute posicioacuten (arriba o abajo) conseguiremos que la bombilla brille con maacutexima intensidad iquestCuaacutenta potencia disiparaacute en este caso
4- Calcula la intensidad que atraviesa la resistencia 1 si el reostato estaacute regulado al 25 de su resistencia maacutexima
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II10 LEYES DE KIRCHOFF
Hasta ahora hemos considerado circuitos con soacutelo un generador y varias resistencias Pero hay circuitos maacutes complicados en los que se asocian varios generadores con varias resistencias Para resolver estos circuitos utilizaremos unas reglas sencillas propuestas por GR Kirchoff Conceptos previos - Nudo Es cualquier punto del circuito donde confluyen tres o maacutes conductores - Rama Es cualquier parte del circuito comprendida entro dos nudos adyacentes - Malla Es cualquier camino cerrado que pueda ser recorrido sin pasar maacutes de una vez por el mismo punto Leyes de Kirchoff 1ordf ley La suma de las intensidades que concurren en cualquier nudo es nula
sum = 0I
2ordf ley La suma de las caiacutedas de tensioacuten de todos los elementos de una malla es nula
sum = 0V
Para aplicar esta segunda ley primero asignamos un sentido de circulacioacuten arbitrario a cada rama Despueacutes comenzando de un punto cualquiera de una malla la recorremos en su totalidad sumando todas sus tensiones parciales y la igualamos a cero Para lo cual seguiremos el siguiente criterio de signos - La tensioacuten de cualquier generador (su fem) es positiva si lo recorremos del polo negativo al positivo y viceversa - La tensioacuten de cualquier resistencia (IR) es negativa si la recorremos en el mismo sentido que hemos asignado previamente a la intensidad y viceversa Aplicando las leyes de Kirchhoff obtendremos un sistema de ecuaciones resoluble Sin embargo el nuacutemero de ecuaciones obtenidas suele ser mayor que el nuacutemero de incoacutegnitas del sistema Asiacute empezaremos eliminando las ecuaciones de nudos redundantes (por ser combinacioacuten lineal de las otras) y luego eliminaremos ecuaciones de malla hasta igualar el nuacutemero de ecuaciones con el de incoacutegnitas Y ahora soacutelo queda resolver el sistema de ecuaciones
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Ejercicio 1 Aplica la primera ley de Kirchhoff para obtener la corriente que
circula por el siguiente circuito
Ejercicio 2 Identifica todos los nudos ramas y mallas del siguiente circuito
Ejercicio 3 Aplica las leyes de Kirchhoff para obtener las intensidades de
cada rama del circuito anterior
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EJERCICIOS II10 Leyes de kirchoff Alumno Grupo
1- Calcula la intensidad que recorre el circuito Indica su sentido
2- Calcula la intensidad si cada pila es de 5V (hay 3 pilas en serie)
3- Calcula la intensidad de cada una de las ramas del circuito
4- Calcula la intensidad de cada una de las ramas del circuito
5- Plantea las ecuaciones de Kirchhoff (no hace falta resolverlas)
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PRAacuteCTICA II1 SERIE Y PARALELO
El objeto de esta praacutectica es observar aplicar y comprobar los conceptos de tensioacuten resistencia corriente y potencia en los circuitos simples serie y paralelo El montaje de la praacutectica estaacute compuesto por dos sub-circuitos activados mediante un conmutador El primer sub-circuito corresponde a 3 portalaacutemparas en paralelo El segundo sub-circuito lo forman 2 portalaacutemparas en serie En ambos circuito mediremos tensiones e intensidades Inicialmente el circuito no tiene ninguna bombilla en los portalaacutemparas Esquema
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Actividades de un circuito simple 1- Si ponemos una laacutempara de 40W en el portalaacutemparas H1 y dejamos el conmutador en la posicioacuten del dibujo iquestQueacute tensioacuten mediremos en el portalaacutemparas H1 iquestQueacute corriente mediremos en el amperiacutemetro 2- Cambiamos el conmutador de posicioacuten iquestQueacute tensioacuten mediremos en el portalaacutemparas H1 iquestQueacute corriente mediremos en el amperiacutemetro 3- Cambiamos la laacutempara de 40W por una de 60W iquestQueacute tensioacuten mediremos en el portalaacutemparas H1 iquestQueacute corriente mediremos en el amperiacutemetro 4- Cambiamos la laacutempara de 60W por una de 25W iquestQueacute tensioacuten mediremos en el portalaacutemparas H1 iquestQueacute corriente mediremos en el amperiacutemetro 5- iquestQueacute bombilla luciraacute con mayor intensidad la de mayor potencia o la de menor potencia iquestY cuaacutel consume maacutes corriente 6- iquestQueacute pasaraacute si quitamos el amperiacutemetro iquestY si lo sustituimos el amperiacutemetro por un voltiacutemetro 7- Calcula mediante la ley de Ohm la resistencia en caliente de cada bombilla iquestCuaacutel ofrece maacutes resistencia al paso de la corriente 8- Mide ahora con el ohmioacutemetro la resistencia de cada una de las bombillas en friacuteo 9- Razona por queacute difiere la resistencia calculada en el punto 6 con la resistencia medida
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Actividades de un circuito paralelo 10- Volvemos a colocar el amperiacutemetro en vez del voltiacutemetro Colocamos una bombilla de 40W en H1 de 60W en H2 y de25 en H3 iquestQueacute laacutempara tendraacute mayor tensioacuten en sus extremos iquestCuaacutento valdraacute 11- iquestQueacute intensidad consumiraacute cada una de las laacutemparas iquestY las tres juntas 12- Calcula la resistencia que ofrecen las tres laacutemparas juntas mediante la ley de Ohm y mediante la suma de resistencias en paralelo Compaacuteralas 13- iquestPuede ser mayor la resistencia total que la resistencia interna de las laacutemparas 14- iquestQueacute laacutempara consume maacutes potencia de las tres iquestCuaacutenta potencia estaacuten consumiendo las tres laacutemparas juntas 15- iquestQueacute ocurre si desconectamos la laacutempara de 25 W del circuito iquestPueden funcionar las otras laacutemparas sin que funcione H3 iquestCuaacutento mediraacute el amperiacutemetro 16- iquestQueacute ocurriraacute si cortocircuitamos el portalaacutemparas H2
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Actividades de un circuito serie 17- Quitamos las laacutemparas de los portalaacutemparas en pararelo Colocamos en H4 la laacutempara de 40W y en H5 la de 60W Cambiamos de posicioacuten el conmutador iquestQueacute laacutempara luciraacute con mayor intensidad 18- iquestQueacute laacutempara tendraacute mayor tensioacuten en sus extremos Medimos ahora la tensioacuten de cada laacutempara y la intensidad del amperiacutemetro VH1= VH2= I= 19- La corriente medida por el amperiacutemetro seraacute mayor o menor que si tuvieacuteramos un circuito simple con soacutelo una de las laacutemparas iquestPor queacute 20- iquestQueacute ocurriraacute si cortocircuitamos la laacutempara H4 21- iquestQueacute ocurriraacute si desconectamos la laacutempara H5 22- iquestQueacute resistencia interna tiene cada laacutempara iquestPor queacute difiere este valor con el obtenido en el punto13 23- Cambiamos la laacutempara H4 de 40W por una de 25W iquestCuaacutel luciraacute con maacutes intensidad la de 25W o la de 60W iquestQueacute laacutempara tendraacute mayor tensioacuten en sus extremos
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CUESTIONES TEMA 2 CIRCUITOS DE CORRIENTE CONTINUA Haz una redaccioacuten de al menos 100 palabras con cada uno de los siguientes temas 1- El circuito eleacutectrico y sus elementos La resistencia la resistividad y la ley de Ohm 2- Potencia y energiacutea eleacutectrica Facturacioacuten de la electricidad El efecto Joule 3- Medida de las magnitudes eleacutectricas Instrumentos de medida 4- Acoplamiento serie y paralelo Leyes de Kirchoff para el anaacutelisis de circuitos eleacutectricos
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FORMULARIO TEMA 2 CIRCUITOS DE CORRIENTE CONTINUA
RIV sdot= IVP sdot= RIP sdot= 2 R
VP
2
=
S
lR sdot= ρ ( )[ ]201ordm20 minussdot+sdot= TRR α
t
EP = RIPJolue sdot= 2 tRIEJoule sdotsdot= 2
SERIE PARALELO
321 ==== IIII eq 321 +++= IIII eq
321 +++= VVVVeq 321 ==== VVVVeq
321 +++= PPPPeq 321 +++= PPPPeq
321 +++= RRRReq
1111
321
+++
=
RRR
Req
Leyes de Kirchoff 1ordf ley sum = 0I
2ordf ley sum = 0V
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II4 ENERGIacuteA
Definimos la potencia como el trabajo realizado en una unidad de tiempo Asiacute la energiacutea eleacutectrica se obtiene multiplicando la potencia por el tiempo
tPE sdot= Este trabajo o energiacutea se mide en Julios Sin embargo puesto que el Julio es una unidad de medida muy pequentildea las compantildeiacuteas eleacutectricas facturan la energiacutea consumida en kilovatios-hora (Kwh) Para obtener la energiacutea en Kwh basta con utilizar Kw para la potencia y horas para el tiempo Ejercicio 1 Una estufa eleacutectrica de 125V que consume 6A se queda encendida
medio diacutea iquestCuaacutenta energiacutea (en Julios y kwh) la estufa iquestCuaacutento me factura la
compantildeiacutea eleacutectrica por la energiacutea consumida si el coste del Kwh es de 14
ceacutentimos de euro
Hemos visto coacutemo la energiacutea eleacutectrica se transforma en otras formas de energiacutea como la luz movimiento sonidohellip Sin embargo cuando por un conductor circula corriente y se disipa energiacutea iquesten queacute se transforma La respuesta es en calor A este fenoacutemeno se le denomina efecto Joule La ley de Joule expresa el valor de la potencia y la energiacutea disipada por un conductor en forma de calor como
RIPJolue sdot=2 tRIEJoule sdotsdot=
2
El efecto Joule nos permite generar calor para aparatos de calefaccioacuten e iluminacioacuten de forma coacutemoda y sencilla pero tambieacuten provocan el efecto no deseado de hacernos perder energiacutea en forma de calor en conductores y receptores pudiendo sobrecalentarlos ademaacutes de obligarnos a incrementar las secciones de los conductores cuando queremos transportar una energiacutea eleacutectrica elevada Ejercicio 2 Conectamos un calentador eleacutectrico cuya resistencia vale 120Ω a
una tensioacuten de 125V durante 2 horas Calcula la intensidad de corriente que
consume el calentador Calcula la energiacutea y la potencia disipada por efecto
Joule
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EJERCICIOS II4 Energiacutea
Alumno Grupo
1- iquestCuaacutenta energiacutea (en Julios y en Kwh) consume una bombilla de 100 W encendida todo un diacutea 2- Un motor eleacutectrico de 230 V consume 4 A de corriente iquestCuaacutenta energiacutea (en Julios y en Kwh) habraacute consumido al cabo de media hora 3- Si el coste del Kwh es de 15 ceacutentimos calcula cuaacutento cuesta tener encendido 1000 horas una bombilla de 60 W 4- Calcula el ahorro que supone sustituir dicha bombilla por otra de bajo consumo que con 12 W ilumina lo mismo 5- Calcula la energiacutea disipada en forma de calor al cabo de una hora por un conductor de aluminio de 2 km de longitud y 16 mm2 por el que circulan 25 A Calcula ahora el coste econoacutemico suponiendo el coste del Kwh de 12 ceacutentimos 6- Calcula la energiacutea caloriacutefica generada por la resistencia al cabo de 2 diacuteas
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II5 INSTRUMENTOS DE MEDIDA
Los instrumentos de medida eleacutectricos sirven para conocer el estado del circuito o instalacioacuten eleacutectrica Es fundamental para el electricista conocer su funcionamiento para poder utilizarlos eficazmente y sin riesgo para el instrumento y la persona Podemos encontrar instrumentos de medida analoacutegicos (de aguja sobre escala graduada) o digitales (con display alfanumeacuterico) Los poliacutemetros digitales incorporan varios instrumentos de medida en el mismo aparato Es importante fijarse en la polaridad de la medida Cuando la polaridad es inversa en los instrumentos digitales nos daraacute una lectura negativa sin embargo en los instrumentos analoacutegicos como la aguja no puede desplazarse maacutes abajo del cero nos daraacute cero Tambieacuten hay que saber seleccionar la escala adecuada ajustaacutendola al rango de medidas esperado Si se desconoce completamente la lectura esperada hay que empezar midiendo con la escala mayor y si el resultado es cero o muy proacuteximo a cero iremos reduciendo la escala obteniendo mayor precisioacuten Si empezamos midiendo con una escala demasiada pequentildea la lectura nos daraacute el valor maacuteximo o apareceraacute un 1 en los poliacutemetros pudiendo dantildear el instrumento de medida VOLTIacuteMETRO Mide la diferencia de tensioacuten entre dos puntos del circuito Dispone de dos terminales para hacer contacto con los puntos del circuito deseados Tiene una resistencia interna muy elevada por lo que no puede pasar la corriente a traveacutes suyo Se conecta en paralelo con la carga a medir Si se conecta en serie interrumpiraacute la corriente y el circuito no funcionaraacute AMPERIacuteMETRO Mide la corriente que circula a traveacutes del instrumento de medida Dispone de dos terminales como si de un receptor se tratara Tiene una resistencia interna muy baja por lo que no ofrece resistencia al paso de la corriente Se conecta en serie con la carga a medir Si se conecta en paralelo provocaraacute un cortocircuito pudiendo dantildear el instrumento VATIacuteMETRO Mide la potencia media que consume una parte del circuito Internamente estaacute compuesto por un voltiacutemetro y un amperiacutemetro Dispone de 4 terminales dos para el voltiacutemetro y dos para el amperiacutemetro El voltiacutemetro se conecta en paralelo y el amperiacutemetro en serie siguiendo las precauciones antes mencionadas CONTADOR DE ENERGIacuteA Mide la energiacutea consumida por una instalacioacuten a lo largo del tiempo Es utilizado por las compantildeiacuteas eleacutectricas para medir el teacutermino de energiacutea de
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la factura eleacutectrica Internamente se comporta como un vatiacutemetro (un amperiacutemetro y un voltiacutemetro) OHMIacuteMETRO Mide la resistencia de una parte del circuito Dispone de dos terminales para hacer contacto con los puntos del circuito deseados Internamente estaacute compuesto por una fuente de alimentacioacuten interna muy pequentildea y un voltiacutemetro Se debe conectar sin tensioacuten Si se conecta con tensioacuten la fuente de alimentacioacuten del propio circuito falsearaacute la medida
Ejercicio 1 Conecta los instrumentos de medida necesarios para medir la
tensioacuten corriente y potencia de la resistencia
Ejercicio 2 Determina la lectura de los siguientes instrumentos de medida
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EJERCICIOS II5 Medidas
Alumno Grupo
1- Determina la lectura de cada uno de los instrumentos de medida
2- Determina la lectura de los siguientes instrumentos de medida con el pulsador abierto y con el interruptor cerrado
3- Determina la lectura de los siguientes instrumentos de medida si la tensioacuten de la pila es de 50V con el interruptor abierto y con el interruptor cerrado
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4- Determina la medida de cada vatiacutemetro
5- Determina la lectura de los siguientes instrumentos de medida con el interruptor abierto y con el interruptor cerrado
6- Determina la lectura de cada uno de los instrumentos de medida con el interruptor abierto y con el interruptor cerrado
V1 V2 A1 A2 W1 W2 Int Abierto Int Cerrado
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II6 ACOPLAMIENTO EN SERIE
Las resistencias pueden acoplarse de tres formas - serie cuando estaacuten colocadas una detraacutes de la otra de forma que la intensidad que circula por todas ellas sea la misma - paralelo cuando estaacuten colocadas una al lado de la otra de forma que la tensioacuten que hay en sus extremos sea la misma - mixto combinando serie y paralelo Llamamos resistencia equivalente de una parte del circuito al valor de la resistencia que sustituyendo al conjunto de resistencias de dicha porcioacuten de circuito provoca el mismo efecto que el circuito original Ahora estudiaremos el acoplamiento serie
A) La intensidad es la misma para cada una de las resistencias y de la resistencia equivalente
321 ==== IIII eq
B) La tensioacuten equivalente es igual a la suma de las tensiones individuales
321 +++= VVVVeq
C) La potencia equivalente es igual a la suma de las potencias individuales
321 +++= PPPPeq
D) La resistencia equivalente es igual a la suma de cada una de las resistencias
321 +++= RRRReq
Ejercicio 1 Calcula la potencia disipada por cada resistencia
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EJERCICIOS II6 Acoplamiento en serie
Alumno Grupo
1- Calcula la I PR1 PR2 PTotal
2- Calcula la PR2
3- Determina la lectura de los aparatos de medida
4- iquestQueacute resistencia hay que acoplar en serie para que la I=0192A
5- Calcula la PR1 con el conmutador en A y con el conmutador en B
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II7 ACOPLAMIENTO EN PARALELO
Decimos que un conjunto de resistencias estaacuten acopladas en paralelo cuando estaacuten colocadas una al lado de la otra de forma que la tensioacuten que hay en sus extremos sea la misma
A) La intensidad equivalente es igual a la suma de las intensidades individuales
321 +++= IIII eq
B) La tensioacuten es la misma para cada una de las resistencias y de la resistencia equivalente
321 ==== VVVVeq
C) La potencia equivalente es igual a la suma de las potencias individuales
321 +++= PPPPeq
D) La resistencia equivalente se calcula mediante la siguiente foacutermula
111
1
321
+++
=
RRR
Req
Ejercicio 1 Calcula la resistencia equivalente del circuito y la potencia total
disipada
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EJERCICIOS II7 Acoplamiento en paralelo
Alumno Grupo
1- Calcula la Req I1 I2 y Ieq
2- Calcula la potencia consumida por la resistencia 2
3- Determina la lectura de los instrumentos de medida
4- Calcula la potencia generada por la pila con el interruptor abierto y cerrado
5- Sea un circuito con una pila de 24V y 10 resistencias en paralelo de 50Ω cada una Calcula la resistencia equivalente y la intensidad total consumida
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II8 ACOPLAMIENTO MIXTO
Llamamos acoplamiento mixto cuando estaacuten presentes los dos tipos de acoplamiento ya estudiados paralelo y serie La dificultad de este tipo de ejercicios radica en aplicar en el orden correcto el caacutelculo de la resistencia equivalente en paralelo o en serie Primero hay que aislar los subconjuntos de resistencias que formen un acoplamiento puro (paralelo o serie) y sustituirlo por su resistencia equivalente Posteriormente iraacuten apareciendo nuevos acoplamientos puros con esta resistencia equivalente que seraacute reducidos otra vez Y asiacute sucesivamente hasta que podamos aplicar la ley de ohm y despejar las variables del circuito desconocidas Ejercicio 1 Calcula la resistencia equivalente del circuito y la potencia total
disipada Calcula ahora la potencia disipada por cada resistencia
Ejercicio 2 Calcula la potencia disipada por la resistencia 5
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EJERCICIOS II8 Acoplamiento mixto
Alumno Grupo
1- Calcula la resistencia equivalente del circuito la potencia consumida por la resistencia 3 y la intensidad que circula por la resistencia 2
2- Calcula la potencia consumida por la resistencia 2
3- Calcula la resistencia equivalente del circuito y potencia disipada por la resistencia 1
4- Determina la lectura de los instrumentos de medida
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II9 POTENCIOacuteMETRO
En muchas aplicaciones deseamos poder regular el valor de una resistencia con el fin de modificar el comportamiento de un circuito Cuando podamos regular dicho valor manualmente hablaremos de potencioacutemetros o reostatos Esto se consigue antildeadiendo a una resistencia un terminal que esteacute en contacto con un punto intermedio del conductor de forma que a mayor proximidad uno de los os terminales menor resistencia Un potencioacutemetro tendraacute por tanto tres terminales dos en los extremos y uno intermedio Se representa como
Ejercicio 1 Calcula la intensidad maacutexima y miacutenima que podraacute circular por el
siguiente circuito
Ejercicio 2 iquestEntre queacute valores de tensioacuten podemos regular la bombilla
incandescente
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EJERCICIOS II9 Potencioacutemetro
Alumno Grupo
1- Obteacuten la intensidad que circularaacute por el siguiente circuito si el potencioacutemetro estaacute regulado a) a maacutexima resistencia b) a miacutenima resistencia
2- Obteacuten el rango de lecturas del voltiacutemetro seguacuten regulemos el reostato
3- iquestEn queacute posicioacuten (arriba o abajo) conseguiremos que la bombilla brille con maacutexima intensidad iquestCuaacutenta potencia disiparaacute en este caso
4- Calcula la intensidad que atraviesa la resistencia 1 si el reostato estaacute regulado al 25 de su resistencia maacutexima
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II10 LEYES DE KIRCHOFF
Hasta ahora hemos considerado circuitos con soacutelo un generador y varias resistencias Pero hay circuitos maacutes complicados en los que se asocian varios generadores con varias resistencias Para resolver estos circuitos utilizaremos unas reglas sencillas propuestas por GR Kirchoff Conceptos previos - Nudo Es cualquier punto del circuito donde confluyen tres o maacutes conductores - Rama Es cualquier parte del circuito comprendida entro dos nudos adyacentes - Malla Es cualquier camino cerrado que pueda ser recorrido sin pasar maacutes de una vez por el mismo punto Leyes de Kirchoff 1ordf ley La suma de las intensidades que concurren en cualquier nudo es nula
sum = 0I
2ordf ley La suma de las caiacutedas de tensioacuten de todos los elementos de una malla es nula
sum = 0V
Para aplicar esta segunda ley primero asignamos un sentido de circulacioacuten arbitrario a cada rama Despueacutes comenzando de un punto cualquiera de una malla la recorremos en su totalidad sumando todas sus tensiones parciales y la igualamos a cero Para lo cual seguiremos el siguiente criterio de signos - La tensioacuten de cualquier generador (su fem) es positiva si lo recorremos del polo negativo al positivo y viceversa - La tensioacuten de cualquier resistencia (IR) es negativa si la recorremos en el mismo sentido que hemos asignado previamente a la intensidad y viceversa Aplicando las leyes de Kirchhoff obtendremos un sistema de ecuaciones resoluble Sin embargo el nuacutemero de ecuaciones obtenidas suele ser mayor que el nuacutemero de incoacutegnitas del sistema Asiacute empezaremos eliminando las ecuaciones de nudos redundantes (por ser combinacioacuten lineal de las otras) y luego eliminaremos ecuaciones de malla hasta igualar el nuacutemero de ecuaciones con el de incoacutegnitas Y ahora soacutelo queda resolver el sistema de ecuaciones
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Ejercicio 1 Aplica la primera ley de Kirchhoff para obtener la corriente que
circula por el siguiente circuito
Ejercicio 2 Identifica todos los nudos ramas y mallas del siguiente circuito
Ejercicio 3 Aplica las leyes de Kirchhoff para obtener las intensidades de
cada rama del circuito anterior
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EJERCICIOS II10 Leyes de kirchoff Alumno Grupo
1- Calcula la intensidad que recorre el circuito Indica su sentido
2- Calcula la intensidad si cada pila es de 5V (hay 3 pilas en serie)
3- Calcula la intensidad de cada una de las ramas del circuito
4- Calcula la intensidad de cada una de las ramas del circuito
5- Plantea las ecuaciones de Kirchhoff (no hace falta resolverlas)
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PRAacuteCTICA II1 SERIE Y PARALELO
El objeto de esta praacutectica es observar aplicar y comprobar los conceptos de tensioacuten resistencia corriente y potencia en los circuitos simples serie y paralelo El montaje de la praacutectica estaacute compuesto por dos sub-circuitos activados mediante un conmutador El primer sub-circuito corresponde a 3 portalaacutemparas en paralelo El segundo sub-circuito lo forman 2 portalaacutemparas en serie En ambos circuito mediremos tensiones e intensidades Inicialmente el circuito no tiene ninguna bombilla en los portalaacutemparas Esquema
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Actividades de un circuito simple 1- Si ponemos una laacutempara de 40W en el portalaacutemparas H1 y dejamos el conmutador en la posicioacuten del dibujo iquestQueacute tensioacuten mediremos en el portalaacutemparas H1 iquestQueacute corriente mediremos en el amperiacutemetro 2- Cambiamos el conmutador de posicioacuten iquestQueacute tensioacuten mediremos en el portalaacutemparas H1 iquestQueacute corriente mediremos en el amperiacutemetro 3- Cambiamos la laacutempara de 40W por una de 60W iquestQueacute tensioacuten mediremos en el portalaacutemparas H1 iquestQueacute corriente mediremos en el amperiacutemetro 4- Cambiamos la laacutempara de 60W por una de 25W iquestQueacute tensioacuten mediremos en el portalaacutemparas H1 iquestQueacute corriente mediremos en el amperiacutemetro 5- iquestQueacute bombilla luciraacute con mayor intensidad la de mayor potencia o la de menor potencia iquestY cuaacutel consume maacutes corriente 6- iquestQueacute pasaraacute si quitamos el amperiacutemetro iquestY si lo sustituimos el amperiacutemetro por un voltiacutemetro 7- Calcula mediante la ley de Ohm la resistencia en caliente de cada bombilla iquestCuaacutel ofrece maacutes resistencia al paso de la corriente 8- Mide ahora con el ohmioacutemetro la resistencia de cada una de las bombillas en friacuteo 9- Razona por queacute difiere la resistencia calculada en el punto 6 con la resistencia medida
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Actividades de un circuito paralelo 10- Volvemos a colocar el amperiacutemetro en vez del voltiacutemetro Colocamos una bombilla de 40W en H1 de 60W en H2 y de25 en H3 iquestQueacute laacutempara tendraacute mayor tensioacuten en sus extremos iquestCuaacutento valdraacute 11- iquestQueacute intensidad consumiraacute cada una de las laacutemparas iquestY las tres juntas 12- Calcula la resistencia que ofrecen las tres laacutemparas juntas mediante la ley de Ohm y mediante la suma de resistencias en paralelo Compaacuteralas 13- iquestPuede ser mayor la resistencia total que la resistencia interna de las laacutemparas 14- iquestQueacute laacutempara consume maacutes potencia de las tres iquestCuaacutenta potencia estaacuten consumiendo las tres laacutemparas juntas 15- iquestQueacute ocurre si desconectamos la laacutempara de 25 W del circuito iquestPueden funcionar las otras laacutemparas sin que funcione H3 iquestCuaacutento mediraacute el amperiacutemetro 16- iquestQueacute ocurriraacute si cortocircuitamos el portalaacutemparas H2
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Actividades de un circuito serie 17- Quitamos las laacutemparas de los portalaacutemparas en pararelo Colocamos en H4 la laacutempara de 40W y en H5 la de 60W Cambiamos de posicioacuten el conmutador iquestQueacute laacutempara luciraacute con mayor intensidad 18- iquestQueacute laacutempara tendraacute mayor tensioacuten en sus extremos Medimos ahora la tensioacuten de cada laacutempara y la intensidad del amperiacutemetro VH1= VH2= I= 19- La corriente medida por el amperiacutemetro seraacute mayor o menor que si tuvieacuteramos un circuito simple con soacutelo una de las laacutemparas iquestPor queacute 20- iquestQueacute ocurriraacute si cortocircuitamos la laacutempara H4 21- iquestQueacute ocurriraacute si desconectamos la laacutempara H5 22- iquestQueacute resistencia interna tiene cada laacutempara iquestPor queacute difiere este valor con el obtenido en el punto13 23- Cambiamos la laacutempara H4 de 40W por una de 25W iquestCuaacutel luciraacute con maacutes intensidad la de 25W o la de 60W iquestQueacute laacutempara tendraacute mayor tensioacuten en sus extremos
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CUESTIONES TEMA 2 CIRCUITOS DE CORRIENTE CONTINUA Haz una redaccioacuten de al menos 100 palabras con cada uno de los siguientes temas 1- El circuito eleacutectrico y sus elementos La resistencia la resistividad y la ley de Ohm 2- Potencia y energiacutea eleacutectrica Facturacioacuten de la electricidad El efecto Joule 3- Medida de las magnitudes eleacutectricas Instrumentos de medida 4- Acoplamiento serie y paralelo Leyes de Kirchoff para el anaacutelisis de circuitos eleacutectricos
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FORMULARIO TEMA 2 CIRCUITOS DE CORRIENTE CONTINUA
RIV sdot= IVP sdot= RIP sdot= 2 R
VP
2
=
S
lR sdot= ρ ( )[ ]201ordm20 minussdot+sdot= TRR α
t
EP = RIPJolue sdot= 2 tRIEJoule sdotsdot= 2
SERIE PARALELO
321 ==== IIII eq 321 +++= IIII eq
321 +++= VVVVeq 321 ==== VVVVeq
321 +++= PPPPeq 321 +++= PPPPeq
321 +++= RRRReq
1111
321
+++
=
RRR
Req
Leyes de Kirchoff 1ordf ley sum = 0I
2ordf ley sum = 0V
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EJERCICIOS II4 Energiacutea
Alumno Grupo
1- iquestCuaacutenta energiacutea (en Julios y en Kwh) consume una bombilla de 100 W encendida todo un diacutea 2- Un motor eleacutectrico de 230 V consume 4 A de corriente iquestCuaacutenta energiacutea (en Julios y en Kwh) habraacute consumido al cabo de media hora 3- Si el coste del Kwh es de 15 ceacutentimos calcula cuaacutento cuesta tener encendido 1000 horas una bombilla de 60 W 4- Calcula el ahorro que supone sustituir dicha bombilla por otra de bajo consumo que con 12 W ilumina lo mismo 5- Calcula la energiacutea disipada en forma de calor al cabo de una hora por un conductor de aluminio de 2 km de longitud y 16 mm2 por el que circulan 25 A Calcula ahora el coste econoacutemico suponiendo el coste del Kwh de 12 ceacutentimos 6- Calcula la energiacutea caloriacutefica generada por la resistencia al cabo de 2 diacuteas
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II5 INSTRUMENTOS DE MEDIDA
Los instrumentos de medida eleacutectricos sirven para conocer el estado del circuito o instalacioacuten eleacutectrica Es fundamental para el electricista conocer su funcionamiento para poder utilizarlos eficazmente y sin riesgo para el instrumento y la persona Podemos encontrar instrumentos de medida analoacutegicos (de aguja sobre escala graduada) o digitales (con display alfanumeacuterico) Los poliacutemetros digitales incorporan varios instrumentos de medida en el mismo aparato Es importante fijarse en la polaridad de la medida Cuando la polaridad es inversa en los instrumentos digitales nos daraacute una lectura negativa sin embargo en los instrumentos analoacutegicos como la aguja no puede desplazarse maacutes abajo del cero nos daraacute cero Tambieacuten hay que saber seleccionar la escala adecuada ajustaacutendola al rango de medidas esperado Si se desconoce completamente la lectura esperada hay que empezar midiendo con la escala mayor y si el resultado es cero o muy proacuteximo a cero iremos reduciendo la escala obteniendo mayor precisioacuten Si empezamos midiendo con una escala demasiada pequentildea la lectura nos daraacute el valor maacuteximo o apareceraacute un 1 en los poliacutemetros pudiendo dantildear el instrumento de medida VOLTIacuteMETRO Mide la diferencia de tensioacuten entre dos puntos del circuito Dispone de dos terminales para hacer contacto con los puntos del circuito deseados Tiene una resistencia interna muy elevada por lo que no puede pasar la corriente a traveacutes suyo Se conecta en paralelo con la carga a medir Si se conecta en serie interrumpiraacute la corriente y el circuito no funcionaraacute AMPERIacuteMETRO Mide la corriente que circula a traveacutes del instrumento de medida Dispone de dos terminales como si de un receptor se tratara Tiene una resistencia interna muy baja por lo que no ofrece resistencia al paso de la corriente Se conecta en serie con la carga a medir Si se conecta en paralelo provocaraacute un cortocircuito pudiendo dantildear el instrumento VATIacuteMETRO Mide la potencia media que consume una parte del circuito Internamente estaacute compuesto por un voltiacutemetro y un amperiacutemetro Dispone de 4 terminales dos para el voltiacutemetro y dos para el amperiacutemetro El voltiacutemetro se conecta en paralelo y el amperiacutemetro en serie siguiendo las precauciones antes mencionadas CONTADOR DE ENERGIacuteA Mide la energiacutea consumida por una instalacioacuten a lo largo del tiempo Es utilizado por las compantildeiacuteas eleacutectricas para medir el teacutermino de energiacutea de
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la factura eleacutectrica Internamente se comporta como un vatiacutemetro (un amperiacutemetro y un voltiacutemetro) OHMIacuteMETRO Mide la resistencia de una parte del circuito Dispone de dos terminales para hacer contacto con los puntos del circuito deseados Internamente estaacute compuesto por una fuente de alimentacioacuten interna muy pequentildea y un voltiacutemetro Se debe conectar sin tensioacuten Si se conecta con tensioacuten la fuente de alimentacioacuten del propio circuito falsearaacute la medida
Ejercicio 1 Conecta los instrumentos de medida necesarios para medir la
tensioacuten corriente y potencia de la resistencia
Ejercicio 2 Determina la lectura de los siguientes instrumentos de medida
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EJERCICIOS II5 Medidas
Alumno Grupo
1- Determina la lectura de cada uno de los instrumentos de medida
2- Determina la lectura de los siguientes instrumentos de medida con el pulsador abierto y con el interruptor cerrado
3- Determina la lectura de los siguientes instrumentos de medida si la tensioacuten de la pila es de 50V con el interruptor abierto y con el interruptor cerrado
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4- Determina la medida de cada vatiacutemetro
5- Determina la lectura de los siguientes instrumentos de medida con el interruptor abierto y con el interruptor cerrado
6- Determina la lectura de cada uno de los instrumentos de medida con el interruptor abierto y con el interruptor cerrado
V1 V2 A1 A2 W1 W2 Int Abierto Int Cerrado
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II6 ACOPLAMIENTO EN SERIE
Las resistencias pueden acoplarse de tres formas - serie cuando estaacuten colocadas una detraacutes de la otra de forma que la intensidad que circula por todas ellas sea la misma - paralelo cuando estaacuten colocadas una al lado de la otra de forma que la tensioacuten que hay en sus extremos sea la misma - mixto combinando serie y paralelo Llamamos resistencia equivalente de una parte del circuito al valor de la resistencia que sustituyendo al conjunto de resistencias de dicha porcioacuten de circuito provoca el mismo efecto que el circuito original Ahora estudiaremos el acoplamiento serie
A) La intensidad es la misma para cada una de las resistencias y de la resistencia equivalente
321 ==== IIII eq
B) La tensioacuten equivalente es igual a la suma de las tensiones individuales
321 +++= VVVVeq
C) La potencia equivalente es igual a la suma de las potencias individuales
321 +++= PPPPeq
D) La resistencia equivalente es igual a la suma de cada una de las resistencias
321 +++= RRRReq
Ejercicio 1 Calcula la potencia disipada por cada resistencia
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EJERCICIOS II6 Acoplamiento en serie
Alumno Grupo
1- Calcula la I PR1 PR2 PTotal
2- Calcula la PR2
3- Determina la lectura de los aparatos de medida
4- iquestQueacute resistencia hay que acoplar en serie para que la I=0192A
5- Calcula la PR1 con el conmutador en A y con el conmutador en B
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II7 ACOPLAMIENTO EN PARALELO
Decimos que un conjunto de resistencias estaacuten acopladas en paralelo cuando estaacuten colocadas una al lado de la otra de forma que la tensioacuten que hay en sus extremos sea la misma
A) La intensidad equivalente es igual a la suma de las intensidades individuales
321 +++= IIII eq
B) La tensioacuten es la misma para cada una de las resistencias y de la resistencia equivalente
321 ==== VVVVeq
C) La potencia equivalente es igual a la suma de las potencias individuales
321 +++= PPPPeq
D) La resistencia equivalente se calcula mediante la siguiente foacutermula
111
1
321
+++
=
RRR
Req
Ejercicio 1 Calcula la resistencia equivalente del circuito y la potencia total
disipada
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
18
EJERCICIOS II7 Acoplamiento en paralelo
Alumno Grupo
1- Calcula la Req I1 I2 y Ieq
2- Calcula la potencia consumida por la resistencia 2
3- Determina la lectura de los instrumentos de medida
4- Calcula la potencia generada por la pila con el interruptor abierto y cerrado
5- Sea un circuito con una pila de 24V y 10 resistencias en paralelo de 50Ω cada una Calcula la resistencia equivalente y la intensidad total consumida
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19
II8 ACOPLAMIENTO MIXTO
Llamamos acoplamiento mixto cuando estaacuten presentes los dos tipos de acoplamiento ya estudiados paralelo y serie La dificultad de este tipo de ejercicios radica en aplicar en el orden correcto el caacutelculo de la resistencia equivalente en paralelo o en serie Primero hay que aislar los subconjuntos de resistencias que formen un acoplamiento puro (paralelo o serie) y sustituirlo por su resistencia equivalente Posteriormente iraacuten apareciendo nuevos acoplamientos puros con esta resistencia equivalente que seraacute reducidos otra vez Y asiacute sucesivamente hasta que podamos aplicar la ley de ohm y despejar las variables del circuito desconocidas Ejercicio 1 Calcula la resistencia equivalente del circuito y la potencia total
disipada Calcula ahora la potencia disipada por cada resistencia
Ejercicio 2 Calcula la potencia disipada por la resistencia 5
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20
EJERCICIOS II8 Acoplamiento mixto
Alumno Grupo
1- Calcula la resistencia equivalente del circuito la potencia consumida por la resistencia 3 y la intensidad que circula por la resistencia 2
2- Calcula la potencia consumida por la resistencia 2
3- Calcula la resistencia equivalente del circuito y potencia disipada por la resistencia 1
4- Determina la lectura de los instrumentos de medida
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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II9 POTENCIOacuteMETRO
En muchas aplicaciones deseamos poder regular el valor de una resistencia con el fin de modificar el comportamiento de un circuito Cuando podamos regular dicho valor manualmente hablaremos de potencioacutemetros o reostatos Esto se consigue antildeadiendo a una resistencia un terminal que esteacute en contacto con un punto intermedio del conductor de forma que a mayor proximidad uno de los os terminales menor resistencia Un potencioacutemetro tendraacute por tanto tres terminales dos en los extremos y uno intermedio Se representa como
Ejercicio 1 Calcula la intensidad maacutexima y miacutenima que podraacute circular por el
siguiente circuito
Ejercicio 2 iquestEntre queacute valores de tensioacuten podemos regular la bombilla
incandescente
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EJERCICIOS II9 Potencioacutemetro
Alumno Grupo
1- Obteacuten la intensidad que circularaacute por el siguiente circuito si el potencioacutemetro estaacute regulado a) a maacutexima resistencia b) a miacutenima resistencia
2- Obteacuten el rango de lecturas del voltiacutemetro seguacuten regulemos el reostato
3- iquestEn queacute posicioacuten (arriba o abajo) conseguiremos que la bombilla brille con maacutexima intensidad iquestCuaacutenta potencia disiparaacute en este caso
4- Calcula la intensidad que atraviesa la resistencia 1 si el reostato estaacute regulado al 25 de su resistencia maacutexima
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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II10 LEYES DE KIRCHOFF
Hasta ahora hemos considerado circuitos con soacutelo un generador y varias resistencias Pero hay circuitos maacutes complicados en los que se asocian varios generadores con varias resistencias Para resolver estos circuitos utilizaremos unas reglas sencillas propuestas por GR Kirchoff Conceptos previos - Nudo Es cualquier punto del circuito donde confluyen tres o maacutes conductores - Rama Es cualquier parte del circuito comprendida entro dos nudos adyacentes - Malla Es cualquier camino cerrado que pueda ser recorrido sin pasar maacutes de una vez por el mismo punto Leyes de Kirchoff 1ordf ley La suma de las intensidades que concurren en cualquier nudo es nula
sum = 0I
2ordf ley La suma de las caiacutedas de tensioacuten de todos los elementos de una malla es nula
sum = 0V
Para aplicar esta segunda ley primero asignamos un sentido de circulacioacuten arbitrario a cada rama Despueacutes comenzando de un punto cualquiera de una malla la recorremos en su totalidad sumando todas sus tensiones parciales y la igualamos a cero Para lo cual seguiremos el siguiente criterio de signos - La tensioacuten de cualquier generador (su fem) es positiva si lo recorremos del polo negativo al positivo y viceversa - La tensioacuten de cualquier resistencia (IR) es negativa si la recorremos en el mismo sentido que hemos asignado previamente a la intensidad y viceversa Aplicando las leyes de Kirchhoff obtendremos un sistema de ecuaciones resoluble Sin embargo el nuacutemero de ecuaciones obtenidas suele ser mayor que el nuacutemero de incoacutegnitas del sistema Asiacute empezaremos eliminando las ecuaciones de nudos redundantes (por ser combinacioacuten lineal de las otras) y luego eliminaremos ecuaciones de malla hasta igualar el nuacutemero de ecuaciones con el de incoacutegnitas Y ahora soacutelo queda resolver el sistema de ecuaciones
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Ejercicio 1 Aplica la primera ley de Kirchhoff para obtener la corriente que
circula por el siguiente circuito
Ejercicio 2 Identifica todos los nudos ramas y mallas del siguiente circuito
Ejercicio 3 Aplica las leyes de Kirchhoff para obtener las intensidades de
cada rama del circuito anterior
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EJERCICIOS II10 Leyes de kirchoff Alumno Grupo
1- Calcula la intensidad que recorre el circuito Indica su sentido
2- Calcula la intensidad si cada pila es de 5V (hay 3 pilas en serie)
3- Calcula la intensidad de cada una de las ramas del circuito
4- Calcula la intensidad de cada una de las ramas del circuito
5- Plantea las ecuaciones de Kirchhoff (no hace falta resolverlas)
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PRAacuteCTICA II1 SERIE Y PARALELO
El objeto de esta praacutectica es observar aplicar y comprobar los conceptos de tensioacuten resistencia corriente y potencia en los circuitos simples serie y paralelo El montaje de la praacutectica estaacute compuesto por dos sub-circuitos activados mediante un conmutador El primer sub-circuito corresponde a 3 portalaacutemparas en paralelo El segundo sub-circuito lo forman 2 portalaacutemparas en serie En ambos circuito mediremos tensiones e intensidades Inicialmente el circuito no tiene ninguna bombilla en los portalaacutemparas Esquema
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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Actividades de un circuito simple 1- Si ponemos una laacutempara de 40W en el portalaacutemparas H1 y dejamos el conmutador en la posicioacuten del dibujo iquestQueacute tensioacuten mediremos en el portalaacutemparas H1 iquestQueacute corriente mediremos en el amperiacutemetro 2- Cambiamos el conmutador de posicioacuten iquestQueacute tensioacuten mediremos en el portalaacutemparas H1 iquestQueacute corriente mediremos en el amperiacutemetro 3- Cambiamos la laacutempara de 40W por una de 60W iquestQueacute tensioacuten mediremos en el portalaacutemparas H1 iquestQueacute corriente mediremos en el amperiacutemetro 4- Cambiamos la laacutempara de 60W por una de 25W iquestQueacute tensioacuten mediremos en el portalaacutemparas H1 iquestQueacute corriente mediremos en el amperiacutemetro 5- iquestQueacute bombilla luciraacute con mayor intensidad la de mayor potencia o la de menor potencia iquestY cuaacutel consume maacutes corriente 6- iquestQueacute pasaraacute si quitamos el amperiacutemetro iquestY si lo sustituimos el amperiacutemetro por un voltiacutemetro 7- Calcula mediante la ley de Ohm la resistencia en caliente de cada bombilla iquestCuaacutel ofrece maacutes resistencia al paso de la corriente 8- Mide ahora con el ohmioacutemetro la resistencia de cada una de las bombillas en friacuteo 9- Razona por queacute difiere la resistencia calculada en el punto 6 con la resistencia medida
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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Actividades de un circuito paralelo 10- Volvemos a colocar el amperiacutemetro en vez del voltiacutemetro Colocamos una bombilla de 40W en H1 de 60W en H2 y de25 en H3 iquestQueacute laacutempara tendraacute mayor tensioacuten en sus extremos iquestCuaacutento valdraacute 11- iquestQueacute intensidad consumiraacute cada una de las laacutemparas iquestY las tres juntas 12- Calcula la resistencia que ofrecen las tres laacutemparas juntas mediante la ley de Ohm y mediante la suma de resistencias en paralelo Compaacuteralas 13- iquestPuede ser mayor la resistencia total que la resistencia interna de las laacutemparas 14- iquestQueacute laacutempara consume maacutes potencia de las tres iquestCuaacutenta potencia estaacuten consumiendo las tres laacutemparas juntas 15- iquestQueacute ocurre si desconectamos la laacutempara de 25 W del circuito iquestPueden funcionar las otras laacutemparas sin que funcione H3 iquestCuaacutento mediraacute el amperiacutemetro 16- iquestQueacute ocurriraacute si cortocircuitamos el portalaacutemparas H2
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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Actividades de un circuito serie 17- Quitamos las laacutemparas de los portalaacutemparas en pararelo Colocamos en H4 la laacutempara de 40W y en H5 la de 60W Cambiamos de posicioacuten el conmutador iquestQueacute laacutempara luciraacute con mayor intensidad 18- iquestQueacute laacutempara tendraacute mayor tensioacuten en sus extremos Medimos ahora la tensioacuten de cada laacutempara y la intensidad del amperiacutemetro VH1= VH2= I= 19- La corriente medida por el amperiacutemetro seraacute mayor o menor que si tuvieacuteramos un circuito simple con soacutelo una de las laacutemparas iquestPor queacute 20- iquestQueacute ocurriraacute si cortocircuitamos la laacutempara H4 21- iquestQueacute ocurriraacute si desconectamos la laacutempara H5 22- iquestQueacute resistencia interna tiene cada laacutempara iquestPor queacute difiere este valor con el obtenido en el punto13 23- Cambiamos la laacutempara H4 de 40W por una de 25W iquestCuaacutel luciraacute con maacutes intensidad la de 25W o la de 60W iquestQueacute laacutempara tendraacute mayor tensioacuten en sus extremos
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CUESTIONES TEMA 2 CIRCUITOS DE CORRIENTE CONTINUA Haz una redaccioacuten de al menos 100 palabras con cada uno de los siguientes temas 1- El circuito eleacutectrico y sus elementos La resistencia la resistividad y la ley de Ohm 2- Potencia y energiacutea eleacutectrica Facturacioacuten de la electricidad El efecto Joule 3- Medida de las magnitudes eleacutectricas Instrumentos de medida 4- Acoplamiento serie y paralelo Leyes de Kirchoff para el anaacutelisis de circuitos eleacutectricos
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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FORMULARIO TEMA 2 CIRCUITOS DE CORRIENTE CONTINUA
RIV sdot= IVP sdot= RIP sdot= 2 R
VP
2
=
S
lR sdot= ρ ( )[ ]201ordm20 minussdot+sdot= TRR α
t
EP = RIPJolue sdot= 2 tRIEJoule sdotsdot= 2
SERIE PARALELO
321 ==== IIII eq 321 +++= IIII eq
321 +++= VVVVeq 321 ==== VVVVeq
321 +++= PPPPeq 321 +++= PPPPeq
321 +++= RRRReq
1111
321
+++
=
RRR
Req
Leyes de Kirchoff 1ordf ley sum = 0I
2ordf ley sum = 0V
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II5 INSTRUMENTOS DE MEDIDA
Los instrumentos de medida eleacutectricos sirven para conocer el estado del circuito o instalacioacuten eleacutectrica Es fundamental para el electricista conocer su funcionamiento para poder utilizarlos eficazmente y sin riesgo para el instrumento y la persona Podemos encontrar instrumentos de medida analoacutegicos (de aguja sobre escala graduada) o digitales (con display alfanumeacuterico) Los poliacutemetros digitales incorporan varios instrumentos de medida en el mismo aparato Es importante fijarse en la polaridad de la medida Cuando la polaridad es inversa en los instrumentos digitales nos daraacute una lectura negativa sin embargo en los instrumentos analoacutegicos como la aguja no puede desplazarse maacutes abajo del cero nos daraacute cero Tambieacuten hay que saber seleccionar la escala adecuada ajustaacutendola al rango de medidas esperado Si se desconoce completamente la lectura esperada hay que empezar midiendo con la escala mayor y si el resultado es cero o muy proacuteximo a cero iremos reduciendo la escala obteniendo mayor precisioacuten Si empezamos midiendo con una escala demasiada pequentildea la lectura nos daraacute el valor maacuteximo o apareceraacute un 1 en los poliacutemetros pudiendo dantildear el instrumento de medida VOLTIacuteMETRO Mide la diferencia de tensioacuten entre dos puntos del circuito Dispone de dos terminales para hacer contacto con los puntos del circuito deseados Tiene una resistencia interna muy elevada por lo que no puede pasar la corriente a traveacutes suyo Se conecta en paralelo con la carga a medir Si se conecta en serie interrumpiraacute la corriente y el circuito no funcionaraacute AMPERIacuteMETRO Mide la corriente que circula a traveacutes del instrumento de medida Dispone de dos terminales como si de un receptor se tratara Tiene una resistencia interna muy baja por lo que no ofrece resistencia al paso de la corriente Se conecta en serie con la carga a medir Si se conecta en paralelo provocaraacute un cortocircuito pudiendo dantildear el instrumento VATIacuteMETRO Mide la potencia media que consume una parte del circuito Internamente estaacute compuesto por un voltiacutemetro y un amperiacutemetro Dispone de 4 terminales dos para el voltiacutemetro y dos para el amperiacutemetro El voltiacutemetro se conecta en paralelo y el amperiacutemetro en serie siguiendo las precauciones antes mencionadas CONTADOR DE ENERGIacuteA Mide la energiacutea consumida por una instalacioacuten a lo largo del tiempo Es utilizado por las compantildeiacuteas eleacutectricas para medir el teacutermino de energiacutea de
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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la factura eleacutectrica Internamente se comporta como un vatiacutemetro (un amperiacutemetro y un voltiacutemetro) OHMIacuteMETRO Mide la resistencia de una parte del circuito Dispone de dos terminales para hacer contacto con los puntos del circuito deseados Internamente estaacute compuesto por una fuente de alimentacioacuten interna muy pequentildea y un voltiacutemetro Se debe conectar sin tensioacuten Si se conecta con tensioacuten la fuente de alimentacioacuten del propio circuito falsearaacute la medida
Ejercicio 1 Conecta los instrumentos de medida necesarios para medir la
tensioacuten corriente y potencia de la resistencia
Ejercicio 2 Determina la lectura de los siguientes instrumentos de medida
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EJERCICIOS II5 Medidas
Alumno Grupo
1- Determina la lectura de cada uno de los instrumentos de medida
2- Determina la lectura de los siguientes instrumentos de medida con el pulsador abierto y con el interruptor cerrado
3- Determina la lectura de los siguientes instrumentos de medida si la tensioacuten de la pila es de 50V con el interruptor abierto y con el interruptor cerrado
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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4- Determina la medida de cada vatiacutemetro
5- Determina la lectura de los siguientes instrumentos de medida con el interruptor abierto y con el interruptor cerrado
6- Determina la lectura de cada uno de los instrumentos de medida con el interruptor abierto y con el interruptor cerrado
V1 V2 A1 A2 W1 W2 Int Abierto Int Cerrado
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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II6 ACOPLAMIENTO EN SERIE
Las resistencias pueden acoplarse de tres formas - serie cuando estaacuten colocadas una detraacutes de la otra de forma que la intensidad que circula por todas ellas sea la misma - paralelo cuando estaacuten colocadas una al lado de la otra de forma que la tensioacuten que hay en sus extremos sea la misma - mixto combinando serie y paralelo Llamamos resistencia equivalente de una parte del circuito al valor de la resistencia que sustituyendo al conjunto de resistencias de dicha porcioacuten de circuito provoca el mismo efecto que el circuito original Ahora estudiaremos el acoplamiento serie
A) La intensidad es la misma para cada una de las resistencias y de la resistencia equivalente
321 ==== IIII eq
B) La tensioacuten equivalente es igual a la suma de las tensiones individuales
321 +++= VVVVeq
C) La potencia equivalente es igual a la suma de las potencias individuales
321 +++= PPPPeq
D) La resistencia equivalente es igual a la suma de cada una de las resistencias
321 +++= RRRReq
Ejercicio 1 Calcula la potencia disipada por cada resistencia
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EJERCICIOS II6 Acoplamiento en serie
Alumno Grupo
1- Calcula la I PR1 PR2 PTotal
2- Calcula la PR2
3- Determina la lectura de los aparatos de medida
4- iquestQueacute resistencia hay que acoplar en serie para que la I=0192A
5- Calcula la PR1 con el conmutador en A y con el conmutador en B
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II7 ACOPLAMIENTO EN PARALELO
Decimos que un conjunto de resistencias estaacuten acopladas en paralelo cuando estaacuten colocadas una al lado de la otra de forma que la tensioacuten que hay en sus extremos sea la misma
A) La intensidad equivalente es igual a la suma de las intensidades individuales
321 +++= IIII eq
B) La tensioacuten es la misma para cada una de las resistencias y de la resistencia equivalente
321 ==== VVVVeq
C) La potencia equivalente es igual a la suma de las potencias individuales
321 +++= PPPPeq
D) La resistencia equivalente se calcula mediante la siguiente foacutermula
111
1
321
+++
=
RRR
Req
Ejercicio 1 Calcula la resistencia equivalente del circuito y la potencia total
disipada
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EJERCICIOS II7 Acoplamiento en paralelo
Alumno Grupo
1- Calcula la Req I1 I2 y Ieq
2- Calcula la potencia consumida por la resistencia 2
3- Determina la lectura de los instrumentos de medida
4- Calcula la potencia generada por la pila con el interruptor abierto y cerrado
5- Sea un circuito con una pila de 24V y 10 resistencias en paralelo de 50Ω cada una Calcula la resistencia equivalente y la intensidad total consumida
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II8 ACOPLAMIENTO MIXTO
Llamamos acoplamiento mixto cuando estaacuten presentes los dos tipos de acoplamiento ya estudiados paralelo y serie La dificultad de este tipo de ejercicios radica en aplicar en el orden correcto el caacutelculo de la resistencia equivalente en paralelo o en serie Primero hay que aislar los subconjuntos de resistencias que formen un acoplamiento puro (paralelo o serie) y sustituirlo por su resistencia equivalente Posteriormente iraacuten apareciendo nuevos acoplamientos puros con esta resistencia equivalente que seraacute reducidos otra vez Y asiacute sucesivamente hasta que podamos aplicar la ley de ohm y despejar las variables del circuito desconocidas Ejercicio 1 Calcula la resistencia equivalente del circuito y la potencia total
disipada Calcula ahora la potencia disipada por cada resistencia
Ejercicio 2 Calcula la potencia disipada por la resistencia 5
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EJERCICIOS II8 Acoplamiento mixto
Alumno Grupo
1- Calcula la resistencia equivalente del circuito la potencia consumida por la resistencia 3 y la intensidad que circula por la resistencia 2
2- Calcula la potencia consumida por la resistencia 2
3- Calcula la resistencia equivalente del circuito y potencia disipada por la resistencia 1
4- Determina la lectura de los instrumentos de medida
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II9 POTENCIOacuteMETRO
En muchas aplicaciones deseamos poder regular el valor de una resistencia con el fin de modificar el comportamiento de un circuito Cuando podamos regular dicho valor manualmente hablaremos de potencioacutemetros o reostatos Esto se consigue antildeadiendo a una resistencia un terminal que esteacute en contacto con un punto intermedio del conductor de forma que a mayor proximidad uno de los os terminales menor resistencia Un potencioacutemetro tendraacute por tanto tres terminales dos en los extremos y uno intermedio Se representa como
Ejercicio 1 Calcula la intensidad maacutexima y miacutenima que podraacute circular por el
siguiente circuito
Ejercicio 2 iquestEntre queacute valores de tensioacuten podemos regular la bombilla
incandescente
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EJERCICIOS II9 Potencioacutemetro
Alumno Grupo
1- Obteacuten la intensidad que circularaacute por el siguiente circuito si el potencioacutemetro estaacute regulado a) a maacutexima resistencia b) a miacutenima resistencia
2- Obteacuten el rango de lecturas del voltiacutemetro seguacuten regulemos el reostato
3- iquestEn queacute posicioacuten (arriba o abajo) conseguiremos que la bombilla brille con maacutexima intensidad iquestCuaacutenta potencia disiparaacute en este caso
4- Calcula la intensidad que atraviesa la resistencia 1 si el reostato estaacute regulado al 25 de su resistencia maacutexima
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II10 LEYES DE KIRCHOFF
Hasta ahora hemos considerado circuitos con soacutelo un generador y varias resistencias Pero hay circuitos maacutes complicados en los que se asocian varios generadores con varias resistencias Para resolver estos circuitos utilizaremos unas reglas sencillas propuestas por GR Kirchoff Conceptos previos - Nudo Es cualquier punto del circuito donde confluyen tres o maacutes conductores - Rama Es cualquier parte del circuito comprendida entro dos nudos adyacentes - Malla Es cualquier camino cerrado que pueda ser recorrido sin pasar maacutes de una vez por el mismo punto Leyes de Kirchoff 1ordf ley La suma de las intensidades que concurren en cualquier nudo es nula
sum = 0I
2ordf ley La suma de las caiacutedas de tensioacuten de todos los elementos de una malla es nula
sum = 0V
Para aplicar esta segunda ley primero asignamos un sentido de circulacioacuten arbitrario a cada rama Despueacutes comenzando de un punto cualquiera de una malla la recorremos en su totalidad sumando todas sus tensiones parciales y la igualamos a cero Para lo cual seguiremos el siguiente criterio de signos - La tensioacuten de cualquier generador (su fem) es positiva si lo recorremos del polo negativo al positivo y viceversa - La tensioacuten de cualquier resistencia (IR) es negativa si la recorremos en el mismo sentido que hemos asignado previamente a la intensidad y viceversa Aplicando las leyes de Kirchhoff obtendremos un sistema de ecuaciones resoluble Sin embargo el nuacutemero de ecuaciones obtenidas suele ser mayor que el nuacutemero de incoacutegnitas del sistema Asiacute empezaremos eliminando las ecuaciones de nudos redundantes (por ser combinacioacuten lineal de las otras) y luego eliminaremos ecuaciones de malla hasta igualar el nuacutemero de ecuaciones con el de incoacutegnitas Y ahora soacutelo queda resolver el sistema de ecuaciones
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Ejercicio 1 Aplica la primera ley de Kirchhoff para obtener la corriente que
circula por el siguiente circuito
Ejercicio 2 Identifica todos los nudos ramas y mallas del siguiente circuito
Ejercicio 3 Aplica las leyes de Kirchhoff para obtener las intensidades de
cada rama del circuito anterior
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EJERCICIOS II10 Leyes de kirchoff Alumno Grupo
1- Calcula la intensidad que recorre el circuito Indica su sentido
2- Calcula la intensidad si cada pila es de 5V (hay 3 pilas en serie)
3- Calcula la intensidad de cada una de las ramas del circuito
4- Calcula la intensidad de cada una de las ramas del circuito
5- Plantea las ecuaciones de Kirchhoff (no hace falta resolverlas)
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PRAacuteCTICA II1 SERIE Y PARALELO
El objeto de esta praacutectica es observar aplicar y comprobar los conceptos de tensioacuten resistencia corriente y potencia en los circuitos simples serie y paralelo El montaje de la praacutectica estaacute compuesto por dos sub-circuitos activados mediante un conmutador El primer sub-circuito corresponde a 3 portalaacutemparas en paralelo El segundo sub-circuito lo forman 2 portalaacutemparas en serie En ambos circuito mediremos tensiones e intensidades Inicialmente el circuito no tiene ninguna bombilla en los portalaacutemparas Esquema
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Actividades de un circuito simple 1- Si ponemos una laacutempara de 40W en el portalaacutemparas H1 y dejamos el conmutador en la posicioacuten del dibujo iquestQueacute tensioacuten mediremos en el portalaacutemparas H1 iquestQueacute corriente mediremos en el amperiacutemetro 2- Cambiamos el conmutador de posicioacuten iquestQueacute tensioacuten mediremos en el portalaacutemparas H1 iquestQueacute corriente mediremos en el amperiacutemetro 3- Cambiamos la laacutempara de 40W por una de 60W iquestQueacute tensioacuten mediremos en el portalaacutemparas H1 iquestQueacute corriente mediremos en el amperiacutemetro 4- Cambiamos la laacutempara de 60W por una de 25W iquestQueacute tensioacuten mediremos en el portalaacutemparas H1 iquestQueacute corriente mediremos en el amperiacutemetro 5- iquestQueacute bombilla luciraacute con mayor intensidad la de mayor potencia o la de menor potencia iquestY cuaacutel consume maacutes corriente 6- iquestQueacute pasaraacute si quitamos el amperiacutemetro iquestY si lo sustituimos el amperiacutemetro por un voltiacutemetro 7- Calcula mediante la ley de Ohm la resistencia en caliente de cada bombilla iquestCuaacutel ofrece maacutes resistencia al paso de la corriente 8- Mide ahora con el ohmioacutemetro la resistencia de cada una de las bombillas en friacuteo 9- Razona por queacute difiere la resistencia calculada en el punto 6 con la resistencia medida
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Actividades de un circuito paralelo 10- Volvemos a colocar el amperiacutemetro en vez del voltiacutemetro Colocamos una bombilla de 40W en H1 de 60W en H2 y de25 en H3 iquestQueacute laacutempara tendraacute mayor tensioacuten en sus extremos iquestCuaacutento valdraacute 11- iquestQueacute intensidad consumiraacute cada una de las laacutemparas iquestY las tres juntas 12- Calcula la resistencia que ofrecen las tres laacutemparas juntas mediante la ley de Ohm y mediante la suma de resistencias en paralelo Compaacuteralas 13- iquestPuede ser mayor la resistencia total que la resistencia interna de las laacutemparas 14- iquestQueacute laacutempara consume maacutes potencia de las tres iquestCuaacutenta potencia estaacuten consumiendo las tres laacutemparas juntas 15- iquestQueacute ocurre si desconectamos la laacutempara de 25 W del circuito iquestPueden funcionar las otras laacutemparas sin que funcione H3 iquestCuaacutento mediraacute el amperiacutemetro 16- iquestQueacute ocurriraacute si cortocircuitamos el portalaacutemparas H2
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Actividades de un circuito serie 17- Quitamos las laacutemparas de los portalaacutemparas en pararelo Colocamos en H4 la laacutempara de 40W y en H5 la de 60W Cambiamos de posicioacuten el conmutador iquestQueacute laacutempara luciraacute con mayor intensidad 18- iquestQueacute laacutempara tendraacute mayor tensioacuten en sus extremos Medimos ahora la tensioacuten de cada laacutempara y la intensidad del amperiacutemetro VH1= VH2= I= 19- La corriente medida por el amperiacutemetro seraacute mayor o menor que si tuvieacuteramos un circuito simple con soacutelo una de las laacutemparas iquestPor queacute 20- iquestQueacute ocurriraacute si cortocircuitamos la laacutempara H4 21- iquestQueacute ocurriraacute si desconectamos la laacutempara H5 22- iquestQueacute resistencia interna tiene cada laacutempara iquestPor queacute difiere este valor con el obtenido en el punto13 23- Cambiamos la laacutempara H4 de 40W por una de 25W iquestCuaacutel luciraacute con maacutes intensidad la de 25W o la de 60W iquestQueacute laacutempara tendraacute mayor tensioacuten en sus extremos
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CUESTIONES TEMA 2 CIRCUITOS DE CORRIENTE CONTINUA Haz una redaccioacuten de al menos 100 palabras con cada uno de los siguientes temas 1- El circuito eleacutectrico y sus elementos La resistencia la resistividad y la ley de Ohm 2- Potencia y energiacutea eleacutectrica Facturacioacuten de la electricidad El efecto Joule 3- Medida de las magnitudes eleacutectricas Instrumentos de medida 4- Acoplamiento serie y paralelo Leyes de Kirchoff para el anaacutelisis de circuitos eleacutectricos
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FORMULARIO TEMA 2 CIRCUITOS DE CORRIENTE CONTINUA
RIV sdot= IVP sdot= RIP sdot= 2 R
VP
2
=
S
lR sdot= ρ ( )[ ]201ordm20 minussdot+sdot= TRR α
t
EP = RIPJolue sdot= 2 tRIEJoule sdotsdot= 2
SERIE PARALELO
321 ==== IIII eq 321 +++= IIII eq
321 +++= VVVVeq 321 ==== VVVVeq
321 +++= PPPPeq 321 +++= PPPPeq
321 +++= RRRReq
1111
321
+++
=
RRR
Req
Leyes de Kirchoff 1ordf ley sum = 0I
2ordf ley sum = 0V
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la factura eleacutectrica Internamente se comporta como un vatiacutemetro (un amperiacutemetro y un voltiacutemetro) OHMIacuteMETRO Mide la resistencia de una parte del circuito Dispone de dos terminales para hacer contacto con los puntos del circuito deseados Internamente estaacute compuesto por una fuente de alimentacioacuten interna muy pequentildea y un voltiacutemetro Se debe conectar sin tensioacuten Si se conecta con tensioacuten la fuente de alimentacioacuten del propio circuito falsearaacute la medida
Ejercicio 1 Conecta los instrumentos de medida necesarios para medir la
tensioacuten corriente y potencia de la resistencia
Ejercicio 2 Determina la lectura de los siguientes instrumentos de medida
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EJERCICIOS II5 Medidas
Alumno Grupo
1- Determina la lectura de cada uno de los instrumentos de medida
2- Determina la lectura de los siguientes instrumentos de medida con el pulsador abierto y con el interruptor cerrado
3- Determina la lectura de los siguientes instrumentos de medida si la tensioacuten de la pila es de 50V con el interruptor abierto y con el interruptor cerrado
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4- Determina la medida de cada vatiacutemetro
5- Determina la lectura de los siguientes instrumentos de medida con el interruptor abierto y con el interruptor cerrado
6- Determina la lectura de cada uno de los instrumentos de medida con el interruptor abierto y con el interruptor cerrado
V1 V2 A1 A2 W1 W2 Int Abierto Int Cerrado
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
15
II6 ACOPLAMIENTO EN SERIE
Las resistencias pueden acoplarse de tres formas - serie cuando estaacuten colocadas una detraacutes de la otra de forma que la intensidad que circula por todas ellas sea la misma - paralelo cuando estaacuten colocadas una al lado de la otra de forma que la tensioacuten que hay en sus extremos sea la misma - mixto combinando serie y paralelo Llamamos resistencia equivalente de una parte del circuito al valor de la resistencia que sustituyendo al conjunto de resistencias de dicha porcioacuten de circuito provoca el mismo efecto que el circuito original Ahora estudiaremos el acoplamiento serie
A) La intensidad es la misma para cada una de las resistencias y de la resistencia equivalente
321 ==== IIII eq
B) La tensioacuten equivalente es igual a la suma de las tensiones individuales
321 +++= VVVVeq
C) La potencia equivalente es igual a la suma de las potencias individuales
321 +++= PPPPeq
D) La resistencia equivalente es igual a la suma de cada una de las resistencias
321 +++= RRRReq
Ejercicio 1 Calcula la potencia disipada por cada resistencia
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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EJERCICIOS II6 Acoplamiento en serie
Alumno Grupo
1- Calcula la I PR1 PR2 PTotal
2- Calcula la PR2
3- Determina la lectura de los aparatos de medida
4- iquestQueacute resistencia hay que acoplar en serie para que la I=0192A
5- Calcula la PR1 con el conmutador en A y con el conmutador en B
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II7 ACOPLAMIENTO EN PARALELO
Decimos que un conjunto de resistencias estaacuten acopladas en paralelo cuando estaacuten colocadas una al lado de la otra de forma que la tensioacuten que hay en sus extremos sea la misma
A) La intensidad equivalente es igual a la suma de las intensidades individuales
321 +++= IIII eq
B) La tensioacuten es la misma para cada una de las resistencias y de la resistencia equivalente
321 ==== VVVVeq
C) La potencia equivalente es igual a la suma de las potencias individuales
321 +++= PPPPeq
D) La resistencia equivalente se calcula mediante la siguiente foacutermula
111
1
321
+++
=
RRR
Req
Ejercicio 1 Calcula la resistencia equivalente del circuito y la potencia total
disipada
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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EJERCICIOS II7 Acoplamiento en paralelo
Alumno Grupo
1- Calcula la Req I1 I2 y Ieq
2- Calcula la potencia consumida por la resistencia 2
3- Determina la lectura de los instrumentos de medida
4- Calcula la potencia generada por la pila con el interruptor abierto y cerrado
5- Sea un circuito con una pila de 24V y 10 resistencias en paralelo de 50Ω cada una Calcula la resistencia equivalente y la intensidad total consumida
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
19
II8 ACOPLAMIENTO MIXTO
Llamamos acoplamiento mixto cuando estaacuten presentes los dos tipos de acoplamiento ya estudiados paralelo y serie La dificultad de este tipo de ejercicios radica en aplicar en el orden correcto el caacutelculo de la resistencia equivalente en paralelo o en serie Primero hay que aislar los subconjuntos de resistencias que formen un acoplamiento puro (paralelo o serie) y sustituirlo por su resistencia equivalente Posteriormente iraacuten apareciendo nuevos acoplamientos puros con esta resistencia equivalente que seraacute reducidos otra vez Y asiacute sucesivamente hasta que podamos aplicar la ley de ohm y despejar las variables del circuito desconocidas Ejercicio 1 Calcula la resistencia equivalente del circuito y la potencia total
disipada Calcula ahora la potencia disipada por cada resistencia
Ejercicio 2 Calcula la potencia disipada por la resistencia 5
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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EJERCICIOS II8 Acoplamiento mixto
Alumno Grupo
1- Calcula la resistencia equivalente del circuito la potencia consumida por la resistencia 3 y la intensidad que circula por la resistencia 2
2- Calcula la potencia consumida por la resistencia 2
3- Calcula la resistencia equivalente del circuito y potencia disipada por la resistencia 1
4- Determina la lectura de los instrumentos de medida
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
21
II9 POTENCIOacuteMETRO
En muchas aplicaciones deseamos poder regular el valor de una resistencia con el fin de modificar el comportamiento de un circuito Cuando podamos regular dicho valor manualmente hablaremos de potencioacutemetros o reostatos Esto se consigue antildeadiendo a una resistencia un terminal que esteacute en contacto con un punto intermedio del conductor de forma que a mayor proximidad uno de los os terminales menor resistencia Un potencioacutemetro tendraacute por tanto tres terminales dos en los extremos y uno intermedio Se representa como
Ejercicio 1 Calcula la intensidad maacutexima y miacutenima que podraacute circular por el
siguiente circuito
Ejercicio 2 iquestEntre queacute valores de tensioacuten podemos regular la bombilla
incandescente
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EJERCICIOS II9 Potencioacutemetro
Alumno Grupo
1- Obteacuten la intensidad que circularaacute por el siguiente circuito si el potencioacutemetro estaacute regulado a) a maacutexima resistencia b) a miacutenima resistencia
2- Obteacuten el rango de lecturas del voltiacutemetro seguacuten regulemos el reostato
3- iquestEn queacute posicioacuten (arriba o abajo) conseguiremos que la bombilla brille con maacutexima intensidad iquestCuaacutenta potencia disiparaacute en este caso
4- Calcula la intensidad que atraviesa la resistencia 1 si el reostato estaacute regulado al 25 de su resistencia maacutexima
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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II10 LEYES DE KIRCHOFF
Hasta ahora hemos considerado circuitos con soacutelo un generador y varias resistencias Pero hay circuitos maacutes complicados en los que se asocian varios generadores con varias resistencias Para resolver estos circuitos utilizaremos unas reglas sencillas propuestas por GR Kirchoff Conceptos previos - Nudo Es cualquier punto del circuito donde confluyen tres o maacutes conductores - Rama Es cualquier parte del circuito comprendida entro dos nudos adyacentes - Malla Es cualquier camino cerrado que pueda ser recorrido sin pasar maacutes de una vez por el mismo punto Leyes de Kirchoff 1ordf ley La suma de las intensidades que concurren en cualquier nudo es nula
sum = 0I
2ordf ley La suma de las caiacutedas de tensioacuten de todos los elementos de una malla es nula
sum = 0V
Para aplicar esta segunda ley primero asignamos un sentido de circulacioacuten arbitrario a cada rama Despueacutes comenzando de un punto cualquiera de una malla la recorremos en su totalidad sumando todas sus tensiones parciales y la igualamos a cero Para lo cual seguiremos el siguiente criterio de signos - La tensioacuten de cualquier generador (su fem) es positiva si lo recorremos del polo negativo al positivo y viceversa - La tensioacuten de cualquier resistencia (IR) es negativa si la recorremos en el mismo sentido que hemos asignado previamente a la intensidad y viceversa Aplicando las leyes de Kirchhoff obtendremos un sistema de ecuaciones resoluble Sin embargo el nuacutemero de ecuaciones obtenidas suele ser mayor que el nuacutemero de incoacutegnitas del sistema Asiacute empezaremos eliminando las ecuaciones de nudos redundantes (por ser combinacioacuten lineal de las otras) y luego eliminaremos ecuaciones de malla hasta igualar el nuacutemero de ecuaciones con el de incoacutegnitas Y ahora soacutelo queda resolver el sistema de ecuaciones
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
24
Ejercicio 1 Aplica la primera ley de Kirchhoff para obtener la corriente que
circula por el siguiente circuito
Ejercicio 2 Identifica todos los nudos ramas y mallas del siguiente circuito
Ejercicio 3 Aplica las leyes de Kirchhoff para obtener las intensidades de
cada rama del circuito anterior
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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EJERCICIOS II10 Leyes de kirchoff Alumno Grupo
1- Calcula la intensidad que recorre el circuito Indica su sentido
2- Calcula la intensidad si cada pila es de 5V (hay 3 pilas en serie)
3- Calcula la intensidad de cada una de las ramas del circuito
4- Calcula la intensidad de cada una de las ramas del circuito
5- Plantea las ecuaciones de Kirchhoff (no hace falta resolverlas)
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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PRAacuteCTICA II1 SERIE Y PARALELO
El objeto de esta praacutectica es observar aplicar y comprobar los conceptos de tensioacuten resistencia corriente y potencia en los circuitos simples serie y paralelo El montaje de la praacutectica estaacute compuesto por dos sub-circuitos activados mediante un conmutador El primer sub-circuito corresponde a 3 portalaacutemparas en paralelo El segundo sub-circuito lo forman 2 portalaacutemparas en serie En ambos circuito mediremos tensiones e intensidades Inicialmente el circuito no tiene ninguna bombilla en los portalaacutemparas Esquema
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
27
Actividades de un circuito simple 1- Si ponemos una laacutempara de 40W en el portalaacutemparas H1 y dejamos el conmutador en la posicioacuten del dibujo iquestQueacute tensioacuten mediremos en el portalaacutemparas H1 iquestQueacute corriente mediremos en el amperiacutemetro 2- Cambiamos el conmutador de posicioacuten iquestQueacute tensioacuten mediremos en el portalaacutemparas H1 iquestQueacute corriente mediremos en el amperiacutemetro 3- Cambiamos la laacutempara de 40W por una de 60W iquestQueacute tensioacuten mediremos en el portalaacutemparas H1 iquestQueacute corriente mediremos en el amperiacutemetro 4- Cambiamos la laacutempara de 60W por una de 25W iquestQueacute tensioacuten mediremos en el portalaacutemparas H1 iquestQueacute corriente mediremos en el amperiacutemetro 5- iquestQueacute bombilla luciraacute con mayor intensidad la de mayor potencia o la de menor potencia iquestY cuaacutel consume maacutes corriente 6- iquestQueacute pasaraacute si quitamos el amperiacutemetro iquestY si lo sustituimos el amperiacutemetro por un voltiacutemetro 7- Calcula mediante la ley de Ohm la resistencia en caliente de cada bombilla iquestCuaacutel ofrece maacutes resistencia al paso de la corriente 8- Mide ahora con el ohmioacutemetro la resistencia de cada una de las bombillas en friacuteo 9- Razona por queacute difiere la resistencia calculada en el punto 6 con la resistencia medida
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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Actividades de un circuito paralelo 10- Volvemos a colocar el amperiacutemetro en vez del voltiacutemetro Colocamos una bombilla de 40W en H1 de 60W en H2 y de25 en H3 iquestQueacute laacutempara tendraacute mayor tensioacuten en sus extremos iquestCuaacutento valdraacute 11- iquestQueacute intensidad consumiraacute cada una de las laacutemparas iquestY las tres juntas 12- Calcula la resistencia que ofrecen las tres laacutemparas juntas mediante la ley de Ohm y mediante la suma de resistencias en paralelo Compaacuteralas 13- iquestPuede ser mayor la resistencia total que la resistencia interna de las laacutemparas 14- iquestQueacute laacutempara consume maacutes potencia de las tres iquestCuaacutenta potencia estaacuten consumiendo las tres laacutemparas juntas 15- iquestQueacute ocurre si desconectamos la laacutempara de 25 W del circuito iquestPueden funcionar las otras laacutemparas sin que funcione H3 iquestCuaacutento mediraacute el amperiacutemetro 16- iquestQueacute ocurriraacute si cortocircuitamos el portalaacutemparas H2
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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Actividades de un circuito serie 17- Quitamos las laacutemparas de los portalaacutemparas en pararelo Colocamos en H4 la laacutempara de 40W y en H5 la de 60W Cambiamos de posicioacuten el conmutador iquestQueacute laacutempara luciraacute con mayor intensidad 18- iquestQueacute laacutempara tendraacute mayor tensioacuten en sus extremos Medimos ahora la tensioacuten de cada laacutempara y la intensidad del amperiacutemetro VH1= VH2= I= 19- La corriente medida por el amperiacutemetro seraacute mayor o menor que si tuvieacuteramos un circuito simple con soacutelo una de las laacutemparas iquestPor queacute 20- iquestQueacute ocurriraacute si cortocircuitamos la laacutempara H4 21- iquestQueacute ocurriraacute si desconectamos la laacutempara H5 22- iquestQueacute resistencia interna tiene cada laacutempara iquestPor queacute difiere este valor con el obtenido en el punto13 23- Cambiamos la laacutempara H4 de 40W por una de 25W iquestCuaacutel luciraacute con maacutes intensidad la de 25W o la de 60W iquestQueacute laacutempara tendraacute mayor tensioacuten en sus extremos
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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CUESTIONES TEMA 2 CIRCUITOS DE CORRIENTE CONTINUA Haz una redaccioacuten de al menos 100 palabras con cada uno de los siguientes temas 1- El circuito eleacutectrico y sus elementos La resistencia la resistividad y la ley de Ohm 2- Potencia y energiacutea eleacutectrica Facturacioacuten de la electricidad El efecto Joule 3- Medida de las magnitudes eleacutectricas Instrumentos de medida 4- Acoplamiento serie y paralelo Leyes de Kirchoff para el anaacutelisis de circuitos eleacutectricos
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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FORMULARIO TEMA 2 CIRCUITOS DE CORRIENTE CONTINUA
RIV sdot= IVP sdot= RIP sdot= 2 R
VP
2
=
S
lR sdot= ρ ( )[ ]201ordm20 minussdot+sdot= TRR α
t
EP = RIPJolue sdot= 2 tRIEJoule sdotsdot= 2
SERIE PARALELO
321 ==== IIII eq 321 +++= IIII eq
321 +++= VVVVeq 321 ==== VVVVeq
321 +++= PPPPeq 321 +++= PPPPeq
321 +++= RRRReq
1111
321
+++
=
RRR
Req
Leyes de Kirchoff 1ordf ley sum = 0I
2ordf ley sum = 0V
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EJERCICIOS II5 Medidas
Alumno Grupo
1- Determina la lectura de cada uno de los instrumentos de medida
2- Determina la lectura de los siguientes instrumentos de medida con el pulsador abierto y con el interruptor cerrado
3- Determina la lectura de los siguientes instrumentos de medida si la tensioacuten de la pila es de 50V con el interruptor abierto y con el interruptor cerrado
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4- Determina la medida de cada vatiacutemetro
5- Determina la lectura de los siguientes instrumentos de medida con el interruptor abierto y con el interruptor cerrado
6- Determina la lectura de cada uno de los instrumentos de medida con el interruptor abierto y con el interruptor cerrado
V1 V2 A1 A2 W1 W2 Int Abierto Int Cerrado
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II6 ACOPLAMIENTO EN SERIE
Las resistencias pueden acoplarse de tres formas - serie cuando estaacuten colocadas una detraacutes de la otra de forma que la intensidad que circula por todas ellas sea la misma - paralelo cuando estaacuten colocadas una al lado de la otra de forma que la tensioacuten que hay en sus extremos sea la misma - mixto combinando serie y paralelo Llamamos resistencia equivalente de una parte del circuito al valor de la resistencia que sustituyendo al conjunto de resistencias de dicha porcioacuten de circuito provoca el mismo efecto que el circuito original Ahora estudiaremos el acoplamiento serie
A) La intensidad es la misma para cada una de las resistencias y de la resistencia equivalente
321 ==== IIII eq
B) La tensioacuten equivalente es igual a la suma de las tensiones individuales
321 +++= VVVVeq
C) La potencia equivalente es igual a la suma de las potencias individuales
321 +++= PPPPeq
D) La resistencia equivalente es igual a la suma de cada una de las resistencias
321 +++= RRRReq
Ejercicio 1 Calcula la potencia disipada por cada resistencia
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EJERCICIOS II6 Acoplamiento en serie
Alumno Grupo
1- Calcula la I PR1 PR2 PTotal
2- Calcula la PR2
3- Determina la lectura de los aparatos de medida
4- iquestQueacute resistencia hay que acoplar en serie para que la I=0192A
5- Calcula la PR1 con el conmutador en A y con el conmutador en B
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II7 ACOPLAMIENTO EN PARALELO
Decimos que un conjunto de resistencias estaacuten acopladas en paralelo cuando estaacuten colocadas una al lado de la otra de forma que la tensioacuten que hay en sus extremos sea la misma
A) La intensidad equivalente es igual a la suma de las intensidades individuales
321 +++= IIII eq
B) La tensioacuten es la misma para cada una de las resistencias y de la resistencia equivalente
321 ==== VVVVeq
C) La potencia equivalente es igual a la suma de las potencias individuales
321 +++= PPPPeq
D) La resistencia equivalente se calcula mediante la siguiente foacutermula
111
1
321
+++
=
RRR
Req
Ejercicio 1 Calcula la resistencia equivalente del circuito y la potencia total
disipada
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EJERCICIOS II7 Acoplamiento en paralelo
Alumno Grupo
1- Calcula la Req I1 I2 y Ieq
2- Calcula la potencia consumida por la resistencia 2
3- Determina la lectura de los instrumentos de medida
4- Calcula la potencia generada por la pila con el interruptor abierto y cerrado
5- Sea un circuito con una pila de 24V y 10 resistencias en paralelo de 50Ω cada una Calcula la resistencia equivalente y la intensidad total consumida
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II8 ACOPLAMIENTO MIXTO
Llamamos acoplamiento mixto cuando estaacuten presentes los dos tipos de acoplamiento ya estudiados paralelo y serie La dificultad de este tipo de ejercicios radica en aplicar en el orden correcto el caacutelculo de la resistencia equivalente en paralelo o en serie Primero hay que aislar los subconjuntos de resistencias que formen un acoplamiento puro (paralelo o serie) y sustituirlo por su resistencia equivalente Posteriormente iraacuten apareciendo nuevos acoplamientos puros con esta resistencia equivalente que seraacute reducidos otra vez Y asiacute sucesivamente hasta que podamos aplicar la ley de ohm y despejar las variables del circuito desconocidas Ejercicio 1 Calcula la resistencia equivalente del circuito y la potencia total
disipada Calcula ahora la potencia disipada por cada resistencia
Ejercicio 2 Calcula la potencia disipada por la resistencia 5
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EJERCICIOS II8 Acoplamiento mixto
Alumno Grupo
1- Calcula la resistencia equivalente del circuito la potencia consumida por la resistencia 3 y la intensidad que circula por la resistencia 2
2- Calcula la potencia consumida por la resistencia 2
3- Calcula la resistencia equivalente del circuito y potencia disipada por la resistencia 1
4- Determina la lectura de los instrumentos de medida
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II9 POTENCIOacuteMETRO
En muchas aplicaciones deseamos poder regular el valor de una resistencia con el fin de modificar el comportamiento de un circuito Cuando podamos regular dicho valor manualmente hablaremos de potencioacutemetros o reostatos Esto se consigue antildeadiendo a una resistencia un terminal que esteacute en contacto con un punto intermedio del conductor de forma que a mayor proximidad uno de los os terminales menor resistencia Un potencioacutemetro tendraacute por tanto tres terminales dos en los extremos y uno intermedio Se representa como
Ejercicio 1 Calcula la intensidad maacutexima y miacutenima que podraacute circular por el
siguiente circuito
Ejercicio 2 iquestEntre queacute valores de tensioacuten podemos regular la bombilla
incandescente
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EJERCICIOS II9 Potencioacutemetro
Alumno Grupo
1- Obteacuten la intensidad que circularaacute por el siguiente circuito si el potencioacutemetro estaacute regulado a) a maacutexima resistencia b) a miacutenima resistencia
2- Obteacuten el rango de lecturas del voltiacutemetro seguacuten regulemos el reostato
3- iquestEn queacute posicioacuten (arriba o abajo) conseguiremos que la bombilla brille con maacutexima intensidad iquestCuaacutenta potencia disiparaacute en este caso
4- Calcula la intensidad que atraviesa la resistencia 1 si el reostato estaacute regulado al 25 de su resistencia maacutexima
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II10 LEYES DE KIRCHOFF
Hasta ahora hemos considerado circuitos con soacutelo un generador y varias resistencias Pero hay circuitos maacutes complicados en los que se asocian varios generadores con varias resistencias Para resolver estos circuitos utilizaremos unas reglas sencillas propuestas por GR Kirchoff Conceptos previos - Nudo Es cualquier punto del circuito donde confluyen tres o maacutes conductores - Rama Es cualquier parte del circuito comprendida entro dos nudos adyacentes - Malla Es cualquier camino cerrado que pueda ser recorrido sin pasar maacutes de una vez por el mismo punto Leyes de Kirchoff 1ordf ley La suma de las intensidades que concurren en cualquier nudo es nula
sum = 0I
2ordf ley La suma de las caiacutedas de tensioacuten de todos los elementos de una malla es nula
sum = 0V
Para aplicar esta segunda ley primero asignamos un sentido de circulacioacuten arbitrario a cada rama Despueacutes comenzando de un punto cualquiera de una malla la recorremos en su totalidad sumando todas sus tensiones parciales y la igualamos a cero Para lo cual seguiremos el siguiente criterio de signos - La tensioacuten de cualquier generador (su fem) es positiva si lo recorremos del polo negativo al positivo y viceversa - La tensioacuten de cualquier resistencia (IR) es negativa si la recorremos en el mismo sentido que hemos asignado previamente a la intensidad y viceversa Aplicando las leyes de Kirchhoff obtendremos un sistema de ecuaciones resoluble Sin embargo el nuacutemero de ecuaciones obtenidas suele ser mayor que el nuacutemero de incoacutegnitas del sistema Asiacute empezaremos eliminando las ecuaciones de nudos redundantes (por ser combinacioacuten lineal de las otras) y luego eliminaremos ecuaciones de malla hasta igualar el nuacutemero de ecuaciones con el de incoacutegnitas Y ahora soacutelo queda resolver el sistema de ecuaciones
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Ejercicio 1 Aplica la primera ley de Kirchhoff para obtener la corriente que
circula por el siguiente circuito
Ejercicio 2 Identifica todos los nudos ramas y mallas del siguiente circuito
Ejercicio 3 Aplica las leyes de Kirchhoff para obtener las intensidades de
cada rama del circuito anterior
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EJERCICIOS II10 Leyes de kirchoff Alumno Grupo
1- Calcula la intensidad que recorre el circuito Indica su sentido
2- Calcula la intensidad si cada pila es de 5V (hay 3 pilas en serie)
3- Calcula la intensidad de cada una de las ramas del circuito
4- Calcula la intensidad de cada una de las ramas del circuito
5- Plantea las ecuaciones de Kirchhoff (no hace falta resolverlas)
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PRAacuteCTICA II1 SERIE Y PARALELO
El objeto de esta praacutectica es observar aplicar y comprobar los conceptos de tensioacuten resistencia corriente y potencia en los circuitos simples serie y paralelo El montaje de la praacutectica estaacute compuesto por dos sub-circuitos activados mediante un conmutador El primer sub-circuito corresponde a 3 portalaacutemparas en paralelo El segundo sub-circuito lo forman 2 portalaacutemparas en serie En ambos circuito mediremos tensiones e intensidades Inicialmente el circuito no tiene ninguna bombilla en los portalaacutemparas Esquema
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Actividades de un circuito simple 1- Si ponemos una laacutempara de 40W en el portalaacutemparas H1 y dejamos el conmutador en la posicioacuten del dibujo iquestQueacute tensioacuten mediremos en el portalaacutemparas H1 iquestQueacute corriente mediremos en el amperiacutemetro 2- Cambiamos el conmutador de posicioacuten iquestQueacute tensioacuten mediremos en el portalaacutemparas H1 iquestQueacute corriente mediremos en el amperiacutemetro 3- Cambiamos la laacutempara de 40W por una de 60W iquestQueacute tensioacuten mediremos en el portalaacutemparas H1 iquestQueacute corriente mediremos en el amperiacutemetro 4- Cambiamos la laacutempara de 60W por una de 25W iquestQueacute tensioacuten mediremos en el portalaacutemparas H1 iquestQueacute corriente mediremos en el amperiacutemetro 5- iquestQueacute bombilla luciraacute con mayor intensidad la de mayor potencia o la de menor potencia iquestY cuaacutel consume maacutes corriente 6- iquestQueacute pasaraacute si quitamos el amperiacutemetro iquestY si lo sustituimos el amperiacutemetro por un voltiacutemetro 7- Calcula mediante la ley de Ohm la resistencia en caliente de cada bombilla iquestCuaacutel ofrece maacutes resistencia al paso de la corriente 8- Mide ahora con el ohmioacutemetro la resistencia de cada una de las bombillas en friacuteo 9- Razona por queacute difiere la resistencia calculada en el punto 6 con la resistencia medida
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Actividades de un circuito paralelo 10- Volvemos a colocar el amperiacutemetro en vez del voltiacutemetro Colocamos una bombilla de 40W en H1 de 60W en H2 y de25 en H3 iquestQueacute laacutempara tendraacute mayor tensioacuten en sus extremos iquestCuaacutento valdraacute 11- iquestQueacute intensidad consumiraacute cada una de las laacutemparas iquestY las tres juntas 12- Calcula la resistencia que ofrecen las tres laacutemparas juntas mediante la ley de Ohm y mediante la suma de resistencias en paralelo Compaacuteralas 13- iquestPuede ser mayor la resistencia total que la resistencia interna de las laacutemparas 14- iquestQueacute laacutempara consume maacutes potencia de las tres iquestCuaacutenta potencia estaacuten consumiendo las tres laacutemparas juntas 15- iquestQueacute ocurre si desconectamos la laacutempara de 25 W del circuito iquestPueden funcionar las otras laacutemparas sin que funcione H3 iquestCuaacutento mediraacute el amperiacutemetro 16- iquestQueacute ocurriraacute si cortocircuitamos el portalaacutemparas H2
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Actividades de un circuito serie 17- Quitamos las laacutemparas de los portalaacutemparas en pararelo Colocamos en H4 la laacutempara de 40W y en H5 la de 60W Cambiamos de posicioacuten el conmutador iquestQueacute laacutempara luciraacute con mayor intensidad 18- iquestQueacute laacutempara tendraacute mayor tensioacuten en sus extremos Medimos ahora la tensioacuten de cada laacutempara y la intensidad del amperiacutemetro VH1= VH2= I= 19- La corriente medida por el amperiacutemetro seraacute mayor o menor que si tuvieacuteramos un circuito simple con soacutelo una de las laacutemparas iquestPor queacute 20- iquestQueacute ocurriraacute si cortocircuitamos la laacutempara H4 21- iquestQueacute ocurriraacute si desconectamos la laacutempara H5 22- iquestQueacute resistencia interna tiene cada laacutempara iquestPor queacute difiere este valor con el obtenido en el punto13 23- Cambiamos la laacutempara H4 de 40W por una de 25W iquestCuaacutel luciraacute con maacutes intensidad la de 25W o la de 60W iquestQueacute laacutempara tendraacute mayor tensioacuten en sus extremos
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CUESTIONES TEMA 2 CIRCUITOS DE CORRIENTE CONTINUA Haz una redaccioacuten de al menos 100 palabras con cada uno de los siguientes temas 1- El circuito eleacutectrico y sus elementos La resistencia la resistividad y la ley de Ohm 2- Potencia y energiacutea eleacutectrica Facturacioacuten de la electricidad El efecto Joule 3- Medida de las magnitudes eleacutectricas Instrumentos de medida 4- Acoplamiento serie y paralelo Leyes de Kirchoff para el anaacutelisis de circuitos eleacutectricos
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FORMULARIO TEMA 2 CIRCUITOS DE CORRIENTE CONTINUA
RIV sdot= IVP sdot= RIP sdot= 2 R
VP
2
=
S
lR sdot= ρ ( )[ ]201ordm20 minussdot+sdot= TRR α
t
EP = RIPJolue sdot= 2 tRIEJoule sdotsdot= 2
SERIE PARALELO
321 ==== IIII eq 321 +++= IIII eq
321 +++= VVVVeq 321 ==== VVVVeq
321 +++= PPPPeq 321 +++= PPPPeq
321 +++= RRRReq
1111
321
+++
=
RRR
Req
Leyes de Kirchoff 1ordf ley sum = 0I
2ordf ley sum = 0V
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4- Determina la medida de cada vatiacutemetro
5- Determina la lectura de los siguientes instrumentos de medida con el interruptor abierto y con el interruptor cerrado
6- Determina la lectura de cada uno de los instrumentos de medida con el interruptor abierto y con el interruptor cerrado
V1 V2 A1 A2 W1 W2 Int Abierto Int Cerrado
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II6 ACOPLAMIENTO EN SERIE
Las resistencias pueden acoplarse de tres formas - serie cuando estaacuten colocadas una detraacutes de la otra de forma que la intensidad que circula por todas ellas sea la misma - paralelo cuando estaacuten colocadas una al lado de la otra de forma que la tensioacuten que hay en sus extremos sea la misma - mixto combinando serie y paralelo Llamamos resistencia equivalente de una parte del circuito al valor de la resistencia que sustituyendo al conjunto de resistencias de dicha porcioacuten de circuito provoca el mismo efecto que el circuito original Ahora estudiaremos el acoplamiento serie
A) La intensidad es la misma para cada una de las resistencias y de la resistencia equivalente
321 ==== IIII eq
B) La tensioacuten equivalente es igual a la suma de las tensiones individuales
321 +++= VVVVeq
C) La potencia equivalente es igual a la suma de las potencias individuales
321 +++= PPPPeq
D) La resistencia equivalente es igual a la suma de cada una de las resistencias
321 +++= RRRReq
Ejercicio 1 Calcula la potencia disipada por cada resistencia
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
16
EJERCICIOS II6 Acoplamiento en serie
Alumno Grupo
1- Calcula la I PR1 PR2 PTotal
2- Calcula la PR2
3- Determina la lectura de los aparatos de medida
4- iquestQueacute resistencia hay que acoplar en serie para que la I=0192A
5- Calcula la PR1 con el conmutador en A y con el conmutador en B
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
17
II7 ACOPLAMIENTO EN PARALELO
Decimos que un conjunto de resistencias estaacuten acopladas en paralelo cuando estaacuten colocadas una al lado de la otra de forma que la tensioacuten que hay en sus extremos sea la misma
A) La intensidad equivalente es igual a la suma de las intensidades individuales
321 +++= IIII eq
B) La tensioacuten es la misma para cada una de las resistencias y de la resistencia equivalente
321 ==== VVVVeq
C) La potencia equivalente es igual a la suma de las potencias individuales
321 +++= PPPPeq
D) La resistencia equivalente se calcula mediante la siguiente foacutermula
111
1
321
+++
=
RRR
Req
Ejercicio 1 Calcula la resistencia equivalente del circuito y la potencia total
disipada
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
18
EJERCICIOS II7 Acoplamiento en paralelo
Alumno Grupo
1- Calcula la Req I1 I2 y Ieq
2- Calcula la potencia consumida por la resistencia 2
3- Determina la lectura de los instrumentos de medida
4- Calcula la potencia generada por la pila con el interruptor abierto y cerrado
5- Sea un circuito con una pila de 24V y 10 resistencias en paralelo de 50Ω cada una Calcula la resistencia equivalente y la intensidad total consumida
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
19
II8 ACOPLAMIENTO MIXTO
Llamamos acoplamiento mixto cuando estaacuten presentes los dos tipos de acoplamiento ya estudiados paralelo y serie La dificultad de este tipo de ejercicios radica en aplicar en el orden correcto el caacutelculo de la resistencia equivalente en paralelo o en serie Primero hay que aislar los subconjuntos de resistencias que formen un acoplamiento puro (paralelo o serie) y sustituirlo por su resistencia equivalente Posteriormente iraacuten apareciendo nuevos acoplamientos puros con esta resistencia equivalente que seraacute reducidos otra vez Y asiacute sucesivamente hasta que podamos aplicar la ley de ohm y despejar las variables del circuito desconocidas Ejercicio 1 Calcula la resistencia equivalente del circuito y la potencia total
disipada Calcula ahora la potencia disipada por cada resistencia
Ejercicio 2 Calcula la potencia disipada por la resistencia 5
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
20
EJERCICIOS II8 Acoplamiento mixto
Alumno Grupo
1- Calcula la resistencia equivalente del circuito la potencia consumida por la resistencia 3 y la intensidad que circula por la resistencia 2
2- Calcula la potencia consumida por la resistencia 2
3- Calcula la resistencia equivalente del circuito y potencia disipada por la resistencia 1
4- Determina la lectura de los instrumentos de medida
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
21
II9 POTENCIOacuteMETRO
En muchas aplicaciones deseamos poder regular el valor de una resistencia con el fin de modificar el comportamiento de un circuito Cuando podamos regular dicho valor manualmente hablaremos de potencioacutemetros o reostatos Esto se consigue antildeadiendo a una resistencia un terminal que esteacute en contacto con un punto intermedio del conductor de forma que a mayor proximidad uno de los os terminales menor resistencia Un potencioacutemetro tendraacute por tanto tres terminales dos en los extremos y uno intermedio Se representa como
Ejercicio 1 Calcula la intensidad maacutexima y miacutenima que podraacute circular por el
siguiente circuito
Ejercicio 2 iquestEntre queacute valores de tensioacuten podemos regular la bombilla
incandescente
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
22
EJERCICIOS II9 Potencioacutemetro
Alumno Grupo
1- Obteacuten la intensidad que circularaacute por el siguiente circuito si el potencioacutemetro estaacute regulado a) a maacutexima resistencia b) a miacutenima resistencia
2- Obteacuten el rango de lecturas del voltiacutemetro seguacuten regulemos el reostato
3- iquestEn queacute posicioacuten (arriba o abajo) conseguiremos que la bombilla brille con maacutexima intensidad iquestCuaacutenta potencia disiparaacute en este caso
4- Calcula la intensidad que atraviesa la resistencia 1 si el reostato estaacute regulado al 25 de su resistencia maacutexima
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
23
II10 LEYES DE KIRCHOFF
Hasta ahora hemos considerado circuitos con soacutelo un generador y varias resistencias Pero hay circuitos maacutes complicados en los que se asocian varios generadores con varias resistencias Para resolver estos circuitos utilizaremos unas reglas sencillas propuestas por GR Kirchoff Conceptos previos - Nudo Es cualquier punto del circuito donde confluyen tres o maacutes conductores - Rama Es cualquier parte del circuito comprendida entro dos nudos adyacentes - Malla Es cualquier camino cerrado que pueda ser recorrido sin pasar maacutes de una vez por el mismo punto Leyes de Kirchoff 1ordf ley La suma de las intensidades que concurren en cualquier nudo es nula
sum = 0I
2ordf ley La suma de las caiacutedas de tensioacuten de todos los elementos de una malla es nula
sum = 0V
Para aplicar esta segunda ley primero asignamos un sentido de circulacioacuten arbitrario a cada rama Despueacutes comenzando de un punto cualquiera de una malla la recorremos en su totalidad sumando todas sus tensiones parciales y la igualamos a cero Para lo cual seguiremos el siguiente criterio de signos - La tensioacuten de cualquier generador (su fem) es positiva si lo recorremos del polo negativo al positivo y viceversa - La tensioacuten de cualquier resistencia (IR) es negativa si la recorremos en el mismo sentido que hemos asignado previamente a la intensidad y viceversa Aplicando las leyes de Kirchhoff obtendremos un sistema de ecuaciones resoluble Sin embargo el nuacutemero de ecuaciones obtenidas suele ser mayor que el nuacutemero de incoacutegnitas del sistema Asiacute empezaremos eliminando las ecuaciones de nudos redundantes (por ser combinacioacuten lineal de las otras) y luego eliminaremos ecuaciones de malla hasta igualar el nuacutemero de ecuaciones con el de incoacutegnitas Y ahora soacutelo queda resolver el sistema de ecuaciones
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
24
Ejercicio 1 Aplica la primera ley de Kirchhoff para obtener la corriente que
circula por el siguiente circuito
Ejercicio 2 Identifica todos los nudos ramas y mallas del siguiente circuito
Ejercicio 3 Aplica las leyes de Kirchhoff para obtener las intensidades de
cada rama del circuito anterior
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
25
EJERCICIOS II10 Leyes de kirchoff Alumno Grupo
1- Calcula la intensidad que recorre el circuito Indica su sentido
2- Calcula la intensidad si cada pila es de 5V (hay 3 pilas en serie)
3- Calcula la intensidad de cada una de las ramas del circuito
4- Calcula la intensidad de cada una de las ramas del circuito
5- Plantea las ecuaciones de Kirchhoff (no hace falta resolverlas)
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
26
PRAacuteCTICA II1 SERIE Y PARALELO
El objeto de esta praacutectica es observar aplicar y comprobar los conceptos de tensioacuten resistencia corriente y potencia en los circuitos simples serie y paralelo El montaje de la praacutectica estaacute compuesto por dos sub-circuitos activados mediante un conmutador El primer sub-circuito corresponde a 3 portalaacutemparas en paralelo El segundo sub-circuito lo forman 2 portalaacutemparas en serie En ambos circuito mediremos tensiones e intensidades Inicialmente el circuito no tiene ninguna bombilla en los portalaacutemparas Esquema
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
27
Actividades de un circuito simple 1- Si ponemos una laacutempara de 40W en el portalaacutemparas H1 y dejamos el conmutador en la posicioacuten del dibujo iquestQueacute tensioacuten mediremos en el portalaacutemparas H1 iquestQueacute corriente mediremos en el amperiacutemetro 2- Cambiamos el conmutador de posicioacuten iquestQueacute tensioacuten mediremos en el portalaacutemparas H1 iquestQueacute corriente mediremos en el amperiacutemetro 3- Cambiamos la laacutempara de 40W por una de 60W iquestQueacute tensioacuten mediremos en el portalaacutemparas H1 iquestQueacute corriente mediremos en el amperiacutemetro 4- Cambiamos la laacutempara de 60W por una de 25W iquestQueacute tensioacuten mediremos en el portalaacutemparas H1 iquestQueacute corriente mediremos en el amperiacutemetro 5- iquestQueacute bombilla luciraacute con mayor intensidad la de mayor potencia o la de menor potencia iquestY cuaacutel consume maacutes corriente 6- iquestQueacute pasaraacute si quitamos el amperiacutemetro iquestY si lo sustituimos el amperiacutemetro por un voltiacutemetro 7- Calcula mediante la ley de Ohm la resistencia en caliente de cada bombilla iquestCuaacutel ofrece maacutes resistencia al paso de la corriente 8- Mide ahora con el ohmioacutemetro la resistencia de cada una de las bombillas en friacuteo 9- Razona por queacute difiere la resistencia calculada en el punto 6 con la resistencia medida
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
28
Actividades de un circuito paralelo 10- Volvemos a colocar el amperiacutemetro en vez del voltiacutemetro Colocamos una bombilla de 40W en H1 de 60W en H2 y de25 en H3 iquestQueacute laacutempara tendraacute mayor tensioacuten en sus extremos iquestCuaacutento valdraacute 11- iquestQueacute intensidad consumiraacute cada una de las laacutemparas iquestY las tres juntas 12- Calcula la resistencia que ofrecen las tres laacutemparas juntas mediante la ley de Ohm y mediante la suma de resistencias en paralelo Compaacuteralas 13- iquestPuede ser mayor la resistencia total que la resistencia interna de las laacutemparas 14- iquestQueacute laacutempara consume maacutes potencia de las tres iquestCuaacutenta potencia estaacuten consumiendo las tres laacutemparas juntas 15- iquestQueacute ocurre si desconectamos la laacutempara de 25 W del circuito iquestPueden funcionar las otras laacutemparas sin que funcione H3 iquestCuaacutento mediraacute el amperiacutemetro 16- iquestQueacute ocurriraacute si cortocircuitamos el portalaacutemparas H2
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
29
Actividades de un circuito serie 17- Quitamos las laacutemparas de los portalaacutemparas en pararelo Colocamos en H4 la laacutempara de 40W y en H5 la de 60W Cambiamos de posicioacuten el conmutador iquestQueacute laacutempara luciraacute con mayor intensidad 18- iquestQueacute laacutempara tendraacute mayor tensioacuten en sus extremos Medimos ahora la tensioacuten de cada laacutempara y la intensidad del amperiacutemetro VH1= VH2= I= 19- La corriente medida por el amperiacutemetro seraacute mayor o menor que si tuvieacuteramos un circuito simple con soacutelo una de las laacutemparas iquestPor queacute 20- iquestQueacute ocurriraacute si cortocircuitamos la laacutempara H4 21- iquestQueacute ocurriraacute si desconectamos la laacutempara H5 22- iquestQueacute resistencia interna tiene cada laacutempara iquestPor queacute difiere este valor con el obtenido en el punto13 23- Cambiamos la laacutempara H4 de 40W por una de 25W iquestCuaacutel luciraacute con maacutes intensidad la de 25W o la de 60W iquestQueacute laacutempara tendraacute mayor tensioacuten en sus extremos
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
30
CUESTIONES TEMA 2 CIRCUITOS DE CORRIENTE CONTINUA Haz una redaccioacuten de al menos 100 palabras con cada uno de los siguientes temas 1- El circuito eleacutectrico y sus elementos La resistencia la resistividad y la ley de Ohm 2- Potencia y energiacutea eleacutectrica Facturacioacuten de la electricidad El efecto Joule 3- Medida de las magnitudes eleacutectricas Instrumentos de medida 4- Acoplamiento serie y paralelo Leyes de Kirchoff para el anaacutelisis de circuitos eleacutectricos
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
31
FORMULARIO TEMA 2 CIRCUITOS DE CORRIENTE CONTINUA
RIV sdot= IVP sdot= RIP sdot= 2 R
VP
2
=
S
lR sdot= ρ ( )[ ]201ordm20 minussdot+sdot= TRR α
t
EP = RIPJolue sdot= 2 tRIEJoule sdotsdot= 2
SERIE PARALELO
321 ==== IIII eq 321 +++= IIII eq
321 +++= VVVVeq 321 ==== VVVVeq
321 +++= PPPPeq 321 +++= PPPPeq
321 +++= RRRReq
1111
321
+++
=
RRR
Req
Leyes de Kirchoff 1ordf ley sum = 0I
2ordf ley sum = 0V
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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II6 ACOPLAMIENTO EN SERIE
Las resistencias pueden acoplarse de tres formas - serie cuando estaacuten colocadas una detraacutes de la otra de forma que la intensidad que circula por todas ellas sea la misma - paralelo cuando estaacuten colocadas una al lado de la otra de forma que la tensioacuten que hay en sus extremos sea la misma - mixto combinando serie y paralelo Llamamos resistencia equivalente de una parte del circuito al valor de la resistencia que sustituyendo al conjunto de resistencias de dicha porcioacuten de circuito provoca el mismo efecto que el circuito original Ahora estudiaremos el acoplamiento serie
A) La intensidad es la misma para cada una de las resistencias y de la resistencia equivalente
321 ==== IIII eq
B) La tensioacuten equivalente es igual a la suma de las tensiones individuales
321 +++= VVVVeq
C) La potencia equivalente es igual a la suma de las potencias individuales
321 +++= PPPPeq
D) La resistencia equivalente es igual a la suma de cada una de las resistencias
321 +++= RRRReq
Ejercicio 1 Calcula la potencia disipada por cada resistencia
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EJERCICIOS II6 Acoplamiento en serie
Alumno Grupo
1- Calcula la I PR1 PR2 PTotal
2- Calcula la PR2
3- Determina la lectura de los aparatos de medida
4- iquestQueacute resistencia hay que acoplar en serie para que la I=0192A
5- Calcula la PR1 con el conmutador en A y con el conmutador en B
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II7 ACOPLAMIENTO EN PARALELO
Decimos que un conjunto de resistencias estaacuten acopladas en paralelo cuando estaacuten colocadas una al lado de la otra de forma que la tensioacuten que hay en sus extremos sea la misma
A) La intensidad equivalente es igual a la suma de las intensidades individuales
321 +++= IIII eq
B) La tensioacuten es la misma para cada una de las resistencias y de la resistencia equivalente
321 ==== VVVVeq
C) La potencia equivalente es igual a la suma de las potencias individuales
321 +++= PPPPeq
D) La resistencia equivalente se calcula mediante la siguiente foacutermula
111
1
321
+++
=
RRR
Req
Ejercicio 1 Calcula la resistencia equivalente del circuito y la potencia total
disipada
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EJERCICIOS II7 Acoplamiento en paralelo
Alumno Grupo
1- Calcula la Req I1 I2 y Ieq
2- Calcula la potencia consumida por la resistencia 2
3- Determina la lectura de los instrumentos de medida
4- Calcula la potencia generada por la pila con el interruptor abierto y cerrado
5- Sea un circuito con una pila de 24V y 10 resistencias en paralelo de 50Ω cada una Calcula la resistencia equivalente y la intensidad total consumida
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II8 ACOPLAMIENTO MIXTO
Llamamos acoplamiento mixto cuando estaacuten presentes los dos tipos de acoplamiento ya estudiados paralelo y serie La dificultad de este tipo de ejercicios radica en aplicar en el orden correcto el caacutelculo de la resistencia equivalente en paralelo o en serie Primero hay que aislar los subconjuntos de resistencias que formen un acoplamiento puro (paralelo o serie) y sustituirlo por su resistencia equivalente Posteriormente iraacuten apareciendo nuevos acoplamientos puros con esta resistencia equivalente que seraacute reducidos otra vez Y asiacute sucesivamente hasta que podamos aplicar la ley de ohm y despejar las variables del circuito desconocidas Ejercicio 1 Calcula la resistencia equivalente del circuito y la potencia total
disipada Calcula ahora la potencia disipada por cada resistencia
Ejercicio 2 Calcula la potencia disipada por la resistencia 5
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EJERCICIOS II8 Acoplamiento mixto
Alumno Grupo
1- Calcula la resistencia equivalente del circuito la potencia consumida por la resistencia 3 y la intensidad que circula por la resistencia 2
2- Calcula la potencia consumida por la resistencia 2
3- Calcula la resistencia equivalente del circuito y potencia disipada por la resistencia 1
4- Determina la lectura de los instrumentos de medida
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II9 POTENCIOacuteMETRO
En muchas aplicaciones deseamos poder regular el valor de una resistencia con el fin de modificar el comportamiento de un circuito Cuando podamos regular dicho valor manualmente hablaremos de potencioacutemetros o reostatos Esto se consigue antildeadiendo a una resistencia un terminal que esteacute en contacto con un punto intermedio del conductor de forma que a mayor proximidad uno de los os terminales menor resistencia Un potencioacutemetro tendraacute por tanto tres terminales dos en los extremos y uno intermedio Se representa como
Ejercicio 1 Calcula la intensidad maacutexima y miacutenima que podraacute circular por el
siguiente circuito
Ejercicio 2 iquestEntre queacute valores de tensioacuten podemos regular la bombilla
incandescente
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EJERCICIOS II9 Potencioacutemetro
Alumno Grupo
1- Obteacuten la intensidad que circularaacute por el siguiente circuito si el potencioacutemetro estaacute regulado a) a maacutexima resistencia b) a miacutenima resistencia
2- Obteacuten el rango de lecturas del voltiacutemetro seguacuten regulemos el reostato
3- iquestEn queacute posicioacuten (arriba o abajo) conseguiremos que la bombilla brille con maacutexima intensidad iquestCuaacutenta potencia disiparaacute en este caso
4- Calcula la intensidad que atraviesa la resistencia 1 si el reostato estaacute regulado al 25 de su resistencia maacutexima
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II10 LEYES DE KIRCHOFF
Hasta ahora hemos considerado circuitos con soacutelo un generador y varias resistencias Pero hay circuitos maacutes complicados en los que se asocian varios generadores con varias resistencias Para resolver estos circuitos utilizaremos unas reglas sencillas propuestas por GR Kirchoff Conceptos previos - Nudo Es cualquier punto del circuito donde confluyen tres o maacutes conductores - Rama Es cualquier parte del circuito comprendida entro dos nudos adyacentes - Malla Es cualquier camino cerrado que pueda ser recorrido sin pasar maacutes de una vez por el mismo punto Leyes de Kirchoff 1ordf ley La suma de las intensidades que concurren en cualquier nudo es nula
sum = 0I
2ordf ley La suma de las caiacutedas de tensioacuten de todos los elementos de una malla es nula
sum = 0V
Para aplicar esta segunda ley primero asignamos un sentido de circulacioacuten arbitrario a cada rama Despueacutes comenzando de un punto cualquiera de una malla la recorremos en su totalidad sumando todas sus tensiones parciales y la igualamos a cero Para lo cual seguiremos el siguiente criterio de signos - La tensioacuten de cualquier generador (su fem) es positiva si lo recorremos del polo negativo al positivo y viceversa - La tensioacuten de cualquier resistencia (IR) es negativa si la recorremos en el mismo sentido que hemos asignado previamente a la intensidad y viceversa Aplicando las leyes de Kirchhoff obtendremos un sistema de ecuaciones resoluble Sin embargo el nuacutemero de ecuaciones obtenidas suele ser mayor que el nuacutemero de incoacutegnitas del sistema Asiacute empezaremos eliminando las ecuaciones de nudos redundantes (por ser combinacioacuten lineal de las otras) y luego eliminaremos ecuaciones de malla hasta igualar el nuacutemero de ecuaciones con el de incoacutegnitas Y ahora soacutelo queda resolver el sistema de ecuaciones
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Ejercicio 1 Aplica la primera ley de Kirchhoff para obtener la corriente que
circula por el siguiente circuito
Ejercicio 2 Identifica todos los nudos ramas y mallas del siguiente circuito
Ejercicio 3 Aplica las leyes de Kirchhoff para obtener las intensidades de
cada rama del circuito anterior
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EJERCICIOS II10 Leyes de kirchoff Alumno Grupo
1- Calcula la intensidad que recorre el circuito Indica su sentido
2- Calcula la intensidad si cada pila es de 5V (hay 3 pilas en serie)
3- Calcula la intensidad de cada una de las ramas del circuito
4- Calcula la intensidad de cada una de las ramas del circuito
5- Plantea las ecuaciones de Kirchhoff (no hace falta resolverlas)
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PRAacuteCTICA II1 SERIE Y PARALELO
El objeto de esta praacutectica es observar aplicar y comprobar los conceptos de tensioacuten resistencia corriente y potencia en los circuitos simples serie y paralelo El montaje de la praacutectica estaacute compuesto por dos sub-circuitos activados mediante un conmutador El primer sub-circuito corresponde a 3 portalaacutemparas en paralelo El segundo sub-circuito lo forman 2 portalaacutemparas en serie En ambos circuito mediremos tensiones e intensidades Inicialmente el circuito no tiene ninguna bombilla en los portalaacutemparas Esquema
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Actividades de un circuito simple 1- Si ponemos una laacutempara de 40W en el portalaacutemparas H1 y dejamos el conmutador en la posicioacuten del dibujo iquestQueacute tensioacuten mediremos en el portalaacutemparas H1 iquestQueacute corriente mediremos en el amperiacutemetro 2- Cambiamos el conmutador de posicioacuten iquestQueacute tensioacuten mediremos en el portalaacutemparas H1 iquestQueacute corriente mediremos en el amperiacutemetro 3- Cambiamos la laacutempara de 40W por una de 60W iquestQueacute tensioacuten mediremos en el portalaacutemparas H1 iquestQueacute corriente mediremos en el amperiacutemetro 4- Cambiamos la laacutempara de 60W por una de 25W iquestQueacute tensioacuten mediremos en el portalaacutemparas H1 iquestQueacute corriente mediremos en el amperiacutemetro 5- iquestQueacute bombilla luciraacute con mayor intensidad la de mayor potencia o la de menor potencia iquestY cuaacutel consume maacutes corriente 6- iquestQueacute pasaraacute si quitamos el amperiacutemetro iquestY si lo sustituimos el amperiacutemetro por un voltiacutemetro 7- Calcula mediante la ley de Ohm la resistencia en caliente de cada bombilla iquestCuaacutel ofrece maacutes resistencia al paso de la corriente 8- Mide ahora con el ohmioacutemetro la resistencia de cada una de las bombillas en friacuteo 9- Razona por queacute difiere la resistencia calculada en el punto 6 con la resistencia medida
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Actividades de un circuito paralelo 10- Volvemos a colocar el amperiacutemetro en vez del voltiacutemetro Colocamos una bombilla de 40W en H1 de 60W en H2 y de25 en H3 iquestQueacute laacutempara tendraacute mayor tensioacuten en sus extremos iquestCuaacutento valdraacute 11- iquestQueacute intensidad consumiraacute cada una de las laacutemparas iquestY las tres juntas 12- Calcula la resistencia que ofrecen las tres laacutemparas juntas mediante la ley de Ohm y mediante la suma de resistencias en paralelo Compaacuteralas 13- iquestPuede ser mayor la resistencia total que la resistencia interna de las laacutemparas 14- iquestQueacute laacutempara consume maacutes potencia de las tres iquestCuaacutenta potencia estaacuten consumiendo las tres laacutemparas juntas 15- iquestQueacute ocurre si desconectamos la laacutempara de 25 W del circuito iquestPueden funcionar las otras laacutemparas sin que funcione H3 iquestCuaacutento mediraacute el amperiacutemetro 16- iquestQueacute ocurriraacute si cortocircuitamos el portalaacutemparas H2
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Actividades de un circuito serie 17- Quitamos las laacutemparas de los portalaacutemparas en pararelo Colocamos en H4 la laacutempara de 40W y en H5 la de 60W Cambiamos de posicioacuten el conmutador iquestQueacute laacutempara luciraacute con mayor intensidad 18- iquestQueacute laacutempara tendraacute mayor tensioacuten en sus extremos Medimos ahora la tensioacuten de cada laacutempara y la intensidad del amperiacutemetro VH1= VH2= I= 19- La corriente medida por el amperiacutemetro seraacute mayor o menor que si tuvieacuteramos un circuito simple con soacutelo una de las laacutemparas iquestPor queacute 20- iquestQueacute ocurriraacute si cortocircuitamos la laacutempara H4 21- iquestQueacute ocurriraacute si desconectamos la laacutempara H5 22- iquestQueacute resistencia interna tiene cada laacutempara iquestPor queacute difiere este valor con el obtenido en el punto13 23- Cambiamos la laacutempara H4 de 40W por una de 25W iquestCuaacutel luciraacute con maacutes intensidad la de 25W o la de 60W iquestQueacute laacutempara tendraacute mayor tensioacuten en sus extremos
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CUESTIONES TEMA 2 CIRCUITOS DE CORRIENTE CONTINUA Haz una redaccioacuten de al menos 100 palabras con cada uno de los siguientes temas 1- El circuito eleacutectrico y sus elementos La resistencia la resistividad y la ley de Ohm 2- Potencia y energiacutea eleacutectrica Facturacioacuten de la electricidad El efecto Joule 3- Medida de las magnitudes eleacutectricas Instrumentos de medida 4- Acoplamiento serie y paralelo Leyes de Kirchoff para el anaacutelisis de circuitos eleacutectricos
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FORMULARIO TEMA 2 CIRCUITOS DE CORRIENTE CONTINUA
RIV sdot= IVP sdot= RIP sdot= 2 R
VP
2
=
S
lR sdot= ρ ( )[ ]201ordm20 minussdot+sdot= TRR α
t
EP = RIPJolue sdot= 2 tRIEJoule sdotsdot= 2
SERIE PARALELO
321 ==== IIII eq 321 +++= IIII eq
321 +++= VVVVeq 321 ==== VVVVeq
321 +++= PPPPeq 321 +++= PPPPeq
321 +++= RRRReq
1111
321
+++
=
RRR
Req
Leyes de Kirchoff 1ordf ley sum = 0I
2ordf ley sum = 0V
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EJERCICIOS II6 Acoplamiento en serie
Alumno Grupo
1- Calcula la I PR1 PR2 PTotal
2- Calcula la PR2
3- Determina la lectura de los aparatos de medida
4- iquestQueacute resistencia hay que acoplar en serie para que la I=0192A
5- Calcula la PR1 con el conmutador en A y con el conmutador en B
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II7 ACOPLAMIENTO EN PARALELO
Decimos que un conjunto de resistencias estaacuten acopladas en paralelo cuando estaacuten colocadas una al lado de la otra de forma que la tensioacuten que hay en sus extremos sea la misma
A) La intensidad equivalente es igual a la suma de las intensidades individuales
321 +++= IIII eq
B) La tensioacuten es la misma para cada una de las resistencias y de la resistencia equivalente
321 ==== VVVVeq
C) La potencia equivalente es igual a la suma de las potencias individuales
321 +++= PPPPeq
D) La resistencia equivalente se calcula mediante la siguiente foacutermula
111
1
321
+++
=
RRR
Req
Ejercicio 1 Calcula la resistencia equivalente del circuito y la potencia total
disipada
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EJERCICIOS II7 Acoplamiento en paralelo
Alumno Grupo
1- Calcula la Req I1 I2 y Ieq
2- Calcula la potencia consumida por la resistencia 2
3- Determina la lectura de los instrumentos de medida
4- Calcula la potencia generada por la pila con el interruptor abierto y cerrado
5- Sea un circuito con una pila de 24V y 10 resistencias en paralelo de 50Ω cada una Calcula la resistencia equivalente y la intensidad total consumida
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II8 ACOPLAMIENTO MIXTO
Llamamos acoplamiento mixto cuando estaacuten presentes los dos tipos de acoplamiento ya estudiados paralelo y serie La dificultad de este tipo de ejercicios radica en aplicar en el orden correcto el caacutelculo de la resistencia equivalente en paralelo o en serie Primero hay que aislar los subconjuntos de resistencias que formen un acoplamiento puro (paralelo o serie) y sustituirlo por su resistencia equivalente Posteriormente iraacuten apareciendo nuevos acoplamientos puros con esta resistencia equivalente que seraacute reducidos otra vez Y asiacute sucesivamente hasta que podamos aplicar la ley de ohm y despejar las variables del circuito desconocidas Ejercicio 1 Calcula la resistencia equivalente del circuito y la potencia total
disipada Calcula ahora la potencia disipada por cada resistencia
Ejercicio 2 Calcula la potencia disipada por la resistencia 5
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20
EJERCICIOS II8 Acoplamiento mixto
Alumno Grupo
1- Calcula la resistencia equivalente del circuito la potencia consumida por la resistencia 3 y la intensidad que circula por la resistencia 2
2- Calcula la potencia consumida por la resistencia 2
3- Calcula la resistencia equivalente del circuito y potencia disipada por la resistencia 1
4- Determina la lectura de los instrumentos de medida
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
21
II9 POTENCIOacuteMETRO
En muchas aplicaciones deseamos poder regular el valor de una resistencia con el fin de modificar el comportamiento de un circuito Cuando podamos regular dicho valor manualmente hablaremos de potencioacutemetros o reostatos Esto se consigue antildeadiendo a una resistencia un terminal que esteacute en contacto con un punto intermedio del conductor de forma que a mayor proximidad uno de los os terminales menor resistencia Un potencioacutemetro tendraacute por tanto tres terminales dos en los extremos y uno intermedio Se representa como
Ejercicio 1 Calcula la intensidad maacutexima y miacutenima que podraacute circular por el
siguiente circuito
Ejercicio 2 iquestEntre queacute valores de tensioacuten podemos regular la bombilla
incandescente
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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EJERCICIOS II9 Potencioacutemetro
Alumno Grupo
1- Obteacuten la intensidad que circularaacute por el siguiente circuito si el potencioacutemetro estaacute regulado a) a maacutexima resistencia b) a miacutenima resistencia
2- Obteacuten el rango de lecturas del voltiacutemetro seguacuten regulemos el reostato
3- iquestEn queacute posicioacuten (arriba o abajo) conseguiremos que la bombilla brille con maacutexima intensidad iquestCuaacutenta potencia disiparaacute en este caso
4- Calcula la intensidad que atraviesa la resistencia 1 si el reostato estaacute regulado al 25 de su resistencia maacutexima
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
23
II10 LEYES DE KIRCHOFF
Hasta ahora hemos considerado circuitos con soacutelo un generador y varias resistencias Pero hay circuitos maacutes complicados en los que se asocian varios generadores con varias resistencias Para resolver estos circuitos utilizaremos unas reglas sencillas propuestas por GR Kirchoff Conceptos previos - Nudo Es cualquier punto del circuito donde confluyen tres o maacutes conductores - Rama Es cualquier parte del circuito comprendida entro dos nudos adyacentes - Malla Es cualquier camino cerrado que pueda ser recorrido sin pasar maacutes de una vez por el mismo punto Leyes de Kirchoff 1ordf ley La suma de las intensidades que concurren en cualquier nudo es nula
sum = 0I
2ordf ley La suma de las caiacutedas de tensioacuten de todos los elementos de una malla es nula
sum = 0V
Para aplicar esta segunda ley primero asignamos un sentido de circulacioacuten arbitrario a cada rama Despueacutes comenzando de un punto cualquiera de una malla la recorremos en su totalidad sumando todas sus tensiones parciales y la igualamos a cero Para lo cual seguiremos el siguiente criterio de signos - La tensioacuten de cualquier generador (su fem) es positiva si lo recorremos del polo negativo al positivo y viceversa - La tensioacuten de cualquier resistencia (IR) es negativa si la recorremos en el mismo sentido que hemos asignado previamente a la intensidad y viceversa Aplicando las leyes de Kirchhoff obtendremos un sistema de ecuaciones resoluble Sin embargo el nuacutemero de ecuaciones obtenidas suele ser mayor que el nuacutemero de incoacutegnitas del sistema Asiacute empezaremos eliminando las ecuaciones de nudos redundantes (por ser combinacioacuten lineal de las otras) y luego eliminaremos ecuaciones de malla hasta igualar el nuacutemero de ecuaciones con el de incoacutegnitas Y ahora soacutelo queda resolver el sistema de ecuaciones
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
24
Ejercicio 1 Aplica la primera ley de Kirchhoff para obtener la corriente que
circula por el siguiente circuito
Ejercicio 2 Identifica todos los nudos ramas y mallas del siguiente circuito
Ejercicio 3 Aplica las leyes de Kirchhoff para obtener las intensidades de
cada rama del circuito anterior
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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EJERCICIOS II10 Leyes de kirchoff Alumno Grupo
1- Calcula la intensidad que recorre el circuito Indica su sentido
2- Calcula la intensidad si cada pila es de 5V (hay 3 pilas en serie)
3- Calcula la intensidad de cada una de las ramas del circuito
4- Calcula la intensidad de cada una de las ramas del circuito
5- Plantea las ecuaciones de Kirchhoff (no hace falta resolverlas)
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
26
PRAacuteCTICA II1 SERIE Y PARALELO
El objeto de esta praacutectica es observar aplicar y comprobar los conceptos de tensioacuten resistencia corriente y potencia en los circuitos simples serie y paralelo El montaje de la praacutectica estaacute compuesto por dos sub-circuitos activados mediante un conmutador El primer sub-circuito corresponde a 3 portalaacutemparas en paralelo El segundo sub-circuito lo forman 2 portalaacutemparas en serie En ambos circuito mediremos tensiones e intensidades Inicialmente el circuito no tiene ninguna bombilla en los portalaacutemparas Esquema
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
27
Actividades de un circuito simple 1- Si ponemos una laacutempara de 40W en el portalaacutemparas H1 y dejamos el conmutador en la posicioacuten del dibujo iquestQueacute tensioacuten mediremos en el portalaacutemparas H1 iquestQueacute corriente mediremos en el amperiacutemetro 2- Cambiamos el conmutador de posicioacuten iquestQueacute tensioacuten mediremos en el portalaacutemparas H1 iquestQueacute corriente mediremos en el amperiacutemetro 3- Cambiamos la laacutempara de 40W por una de 60W iquestQueacute tensioacuten mediremos en el portalaacutemparas H1 iquestQueacute corriente mediremos en el amperiacutemetro 4- Cambiamos la laacutempara de 60W por una de 25W iquestQueacute tensioacuten mediremos en el portalaacutemparas H1 iquestQueacute corriente mediremos en el amperiacutemetro 5- iquestQueacute bombilla luciraacute con mayor intensidad la de mayor potencia o la de menor potencia iquestY cuaacutel consume maacutes corriente 6- iquestQueacute pasaraacute si quitamos el amperiacutemetro iquestY si lo sustituimos el amperiacutemetro por un voltiacutemetro 7- Calcula mediante la ley de Ohm la resistencia en caliente de cada bombilla iquestCuaacutel ofrece maacutes resistencia al paso de la corriente 8- Mide ahora con el ohmioacutemetro la resistencia de cada una de las bombillas en friacuteo 9- Razona por queacute difiere la resistencia calculada en el punto 6 con la resistencia medida
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
28
Actividades de un circuito paralelo 10- Volvemos a colocar el amperiacutemetro en vez del voltiacutemetro Colocamos una bombilla de 40W en H1 de 60W en H2 y de25 en H3 iquestQueacute laacutempara tendraacute mayor tensioacuten en sus extremos iquestCuaacutento valdraacute 11- iquestQueacute intensidad consumiraacute cada una de las laacutemparas iquestY las tres juntas 12- Calcula la resistencia que ofrecen las tres laacutemparas juntas mediante la ley de Ohm y mediante la suma de resistencias en paralelo Compaacuteralas 13- iquestPuede ser mayor la resistencia total que la resistencia interna de las laacutemparas 14- iquestQueacute laacutempara consume maacutes potencia de las tres iquestCuaacutenta potencia estaacuten consumiendo las tres laacutemparas juntas 15- iquestQueacute ocurre si desconectamos la laacutempara de 25 W del circuito iquestPueden funcionar las otras laacutemparas sin que funcione H3 iquestCuaacutento mediraacute el amperiacutemetro 16- iquestQueacute ocurriraacute si cortocircuitamos el portalaacutemparas H2
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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Actividades de un circuito serie 17- Quitamos las laacutemparas de los portalaacutemparas en pararelo Colocamos en H4 la laacutempara de 40W y en H5 la de 60W Cambiamos de posicioacuten el conmutador iquestQueacute laacutempara luciraacute con mayor intensidad 18- iquestQueacute laacutempara tendraacute mayor tensioacuten en sus extremos Medimos ahora la tensioacuten de cada laacutempara y la intensidad del amperiacutemetro VH1= VH2= I= 19- La corriente medida por el amperiacutemetro seraacute mayor o menor que si tuvieacuteramos un circuito simple con soacutelo una de las laacutemparas iquestPor queacute 20- iquestQueacute ocurriraacute si cortocircuitamos la laacutempara H4 21- iquestQueacute ocurriraacute si desconectamos la laacutempara H5 22- iquestQueacute resistencia interna tiene cada laacutempara iquestPor queacute difiere este valor con el obtenido en el punto13 23- Cambiamos la laacutempara H4 de 40W por una de 25W iquestCuaacutel luciraacute con maacutes intensidad la de 25W o la de 60W iquestQueacute laacutempara tendraacute mayor tensioacuten en sus extremos
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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CUESTIONES TEMA 2 CIRCUITOS DE CORRIENTE CONTINUA Haz una redaccioacuten de al menos 100 palabras con cada uno de los siguientes temas 1- El circuito eleacutectrico y sus elementos La resistencia la resistividad y la ley de Ohm 2- Potencia y energiacutea eleacutectrica Facturacioacuten de la electricidad El efecto Joule 3- Medida de las magnitudes eleacutectricas Instrumentos de medida 4- Acoplamiento serie y paralelo Leyes de Kirchoff para el anaacutelisis de circuitos eleacutectricos
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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FORMULARIO TEMA 2 CIRCUITOS DE CORRIENTE CONTINUA
RIV sdot= IVP sdot= RIP sdot= 2 R
VP
2
=
S
lR sdot= ρ ( )[ ]201ordm20 minussdot+sdot= TRR α
t
EP = RIPJolue sdot= 2 tRIEJoule sdotsdot= 2
SERIE PARALELO
321 ==== IIII eq 321 +++= IIII eq
321 +++= VVVVeq 321 ==== VVVVeq
321 +++= PPPPeq 321 +++= PPPPeq
321 +++= RRRReq
1111
321
+++
=
RRR
Req
Leyes de Kirchoff 1ordf ley sum = 0I
2ordf ley sum = 0V
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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II7 ACOPLAMIENTO EN PARALELO
Decimos que un conjunto de resistencias estaacuten acopladas en paralelo cuando estaacuten colocadas una al lado de la otra de forma que la tensioacuten que hay en sus extremos sea la misma
A) La intensidad equivalente es igual a la suma de las intensidades individuales
321 +++= IIII eq
B) La tensioacuten es la misma para cada una de las resistencias y de la resistencia equivalente
321 ==== VVVVeq
C) La potencia equivalente es igual a la suma de las potencias individuales
321 +++= PPPPeq
D) La resistencia equivalente se calcula mediante la siguiente foacutermula
111
1
321
+++
=
RRR
Req
Ejercicio 1 Calcula la resistencia equivalente del circuito y la potencia total
disipada
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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EJERCICIOS II7 Acoplamiento en paralelo
Alumno Grupo
1- Calcula la Req I1 I2 y Ieq
2- Calcula la potencia consumida por la resistencia 2
3- Determina la lectura de los instrumentos de medida
4- Calcula la potencia generada por la pila con el interruptor abierto y cerrado
5- Sea un circuito con una pila de 24V y 10 resistencias en paralelo de 50Ω cada una Calcula la resistencia equivalente y la intensidad total consumida
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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II8 ACOPLAMIENTO MIXTO
Llamamos acoplamiento mixto cuando estaacuten presentes los dos tipos de acoplamiento ya estudiados paralelo y serie La dificultad de este tipo de ejercicios radica en aplicar en el orden correcto el caacutelculo de la resistencia equivalente en paralelo o en serie Primero hay que aislar los subconjuntos de resistencias que formen un acoplamiento puro (paralelo o serie) y sustituirlo por su resistencia equivalente Posteriormente iraacuten apareciendo nuevos acoplamientos puros con esta resistencia equivalente que seraacute reducidos otra vez Y asiacute sucesivamente hasta que podamos aplicar la ley de ohm y despejar las variables del circuito desconocidas Ejercicio 1 Calcula la resistencia equivalente del circuito y la potencia total
disipada Calcula ahora la potencia disipada por cada resistencia
Ejercicio 2 Calcula la potencia disipada por la resistencia 5
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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EJERCICIOS II8 Acoplamiento mixto
Alumno Grupo
1- Calcula la resistencia equivalente del circuito la potencia consumida por la resistencia 3 y la intensidad que circula por la resistencia 2
2- Calcula la potencia consumida por la resistencia 2
3- Calcula la resistencia equivalente del circuito y potencia disipada por la resistencia 1
4- Determina la lectura de los instrumentos de medida
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II9 POTENCIOacuteMETRO
En muchas aplicaciones deseamos poder regular el valor de una resistencia con el fin de modificar el comportamiento de un circuito Cuando podamos regular dicho valor manualmente hablaremos de potencioacutemetros o reostatos Esto se consigue antildeadiendo a una resistencia un terminal que esteacute en contacto con un punto intermedio del conductor de forma que a mayor proximidad uno de los os terminales menor resistencia Un potencioacutemetro tendraacute por tanto tres terminales dos en los extremos y uno intermedio Se representa como
Ejercicio 1 Calcula la intensidad maacutexima y miacutenima que podraacute circular por el
siguiente circuito
Ejercicio 2 iquestEntre queacute valores de tensioacuten podemos regular la bombilla
incandescente
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EJERCICIOS II9 Potencioacutemetro
Alumno Grupo
1- Obteacuten la intensidad que circularaacute por el siguiente circuito si el potencioacutemetro estaacute regulado a) a maacutexima resistencia b) a miacutenima resistencia
2- Obteacuten el rango de lecturas del voltiacutemetro seguacuten regulemos el reostato
3- iquestEn queacute posicioacuten (arriba o abajo) conseguiremos que la bombilla brille con maacutexima intensidad iquestCuaacutenta potencia disiparaacute en este caso
4- Calcula la intensidad que atraviesa la resistencia 1 si el reostato estaacute regulado al 25 de su resistencia maacutexima
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II10 LEYES DE KIRCHOFF
Hasta ahora hemos considerado circuitos con soacutelo un generador y varias resistencias Pero hay circuitos maacutes complicados en los que se asocian varios generadores con varias resistencias Para resolver estos circuitos utilizaremos unas reglas sencillas propuestas por GR Kirchoff Conceptos previos - Nudo Es cualquier punto del circuito donde confluyen tres o maacutes conductores - Rama Es cualquier parte del circuito comprendida entro dos nudos adyacentes - Malla Es cualquier camino cerrado que pueda ser recorrido sin pasar maacutes de una vez por el mismo punto Leyes de Kirchoff 1ordf ley La suma de las intensidades que concurren en cualquier nudo es nula
sum = 0I
2ordf ley La suma de las caiacutedas de tensioacuten de todos los elementos de una malla es nula
sum = 0V
Para aplicar esta segunda ley primero asignamos un sentido de circulacioacuten arbitrario a cada rama Despueacutes comenzando de un punto cualquiera de una malla la recorremos en su totalidad sumando todas sus tensiones parciales y la igualamos a cero Para lo cual seguiremos el siguiente criterio de signos - La tensioacuten de cualquier generador (su fem) es positiva si lo recorremos del polo negativo al positivo y viceversa - La tensioacuten de cualquier resistencia (IR) es negativa si la recorremos en el mismo sentido que hemos asignado previamente a la intensidad y viceversa Aplicando las leyes de Kirchhoff obtendremos un sistema de ecuaciones resoluble Sin embargo el nuacutemero de ecuaciones obtenidas suele ser mayor que el nuacutemero de incoacutegnitas del sistema Asiacute empezaremos eliminando las ecuaciones de nudos redundantes (por ser combinacioacuten lineal de las otras) y luego eliminaremos ecuaciones de malla hasta igualar el nuacutemero de ecuaciones con el de incoacutegnitas Y ahora soacutelo queda resolver el sistema de ecuaciones
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Ejercicio 1 Aplica la primera ley de Kirchhoff para obtener la corriente que
circula por el siguiente circuito
Ejercicio 2 Identifica todos los nudos ramas y mallas del siguiente circuito
Ejercicio 3 Aplica las leyes de Kirchhoff para obtener las intensidades de
cada rama del circuito anterior
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EJERCICIOS II10 Leyes de kirchoff Alumno Grupo
1- Calcula la intensidad que recorre el circuito Indica su sentido
2- Calcula la intensidad si cada pila es de 5V (hay 3 pilas en serie)
3- Calcula la intensidad de cada una de las ramas del circuito
4- Calcula la intensidad de cada una de las ramas del circuito
5- Plantea las ecuaciones de Kirchhoff (no hace falta resolverlas)
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PRAacuteCTICA II1 SERIE Y PARALELO
El objeto de esta praacutectica es observar aplicar y comprobar los conceptos de tensioacuten resistencia corriente y potencia en los circuitos simples serie y paralelo El montaje de la praacutectica estaacute compuesto por dos sub-circuitos activados mediante un conmutador El primer sub-circuito corresponde a 3 portalaacutemparas en paralelo El segundo sub-circuito lo forman 2 portalaacutemparas en serie En ambos circuito mediremos tensiones e intensidades Inicialmente el circuito no tiene ninguna bombilla en los portalaacutemparas Esquema
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Actividades de un circuito simple 1- Si ponemos una laacutempara de 40W en el portalaacutemparas H1 y dejamos el conmutador en la posicioacuten del dibujo iquestQueacute tensioacuten mediremos en el portalaacutemparas H1 iquestQueacute corriente mediremos en el amperiacutemetro 2- Cambiamos el conmutador de posicioacuten iquestQueacute tensioacuten mediremos en el portalaacutemparas H1 iquestQueacute corriente mediremos en el amperiacutemetro 3- Cambiamos la laacutempara de 40W por una de 60W iquestQueacute tensioacuten mediremos en el portalaacutemparas H1 iquestQueacute corriente mediremos en el amperiacutemetro 4- Cambiamos la laacutempara de 60W por una de 25W iquestQueacute tensioacuten mediremos en el portalaacutemparas H1 iquestQueacute corriente mediremos en el amperiacutemetro 5- iquestQueacute bombilla luciraacute con mayor intensidad la de mayor potencia o la de menor potencia iquestY cuaacutel consume maacutes corriente 6- iquestQueacute pasaraacute si quitamos el amperiacutemetro iquestY si lo sustituimos el amperiacutemetro por un voltiacutemetro 7- Calcula mediante la ley de Ohm la resistencia en caliente de cada bombilla iquestCuaacutel ofrece maacutes resistencia al paso de la corriente 8- Mide ahora con el ohmioacutemetro la resistencia de cada una de las bombillas en friacuteo 9- Razona por queacute difiere la resistencia calculada en el punto 6 con la resistencia medida
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Actividades de un circuito paralelo 10- Volvemos a colocar el amperiacutemetro en vez del voltiacutemetro Colocamos una bombilla de 40W en H1 de 60W en H2 y de25 en H3 iquestQueacute laacutempara tendraacute mayor tensioacuten en sus extremos iquestCuaacutento valdraacute 11- iquestQueacute intensidad consumiraacute cada una de las laacutemparas iquestY las tres juntas 12- Calcula la resistencia que ofrecen las tres laacutemparas juntas mediante la ley de Ohm y mediante la suma de resistencias en paralelo Compaacuteralas 13- iquestPuede ser mayor la resistencia total que la resistencia interna de las laacutemparas 14- iquestQueacute laacutempara consume maacutes potencia de las tres iquestCuaacutenta potencia estaacuten consumiendo las tres laacutemparas juntas 15- iquestQueacute ocurre si desconectamos la laacutempara de 25 W del circuito iquestPueden funcionar las otras laacutemparas sin que funcione H3 iquestCuaacutento mediraacute el amperiacutemetro 16- iquestQueacute ocurriraacute si cortocircuitamos el portalaacutemparas H2
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Actividades de un circuito serie 17- Quitamos las laacutemparas de los portalaacutemparas en pararelo Colocamos en H4 la laacutempara de 40W y en H5 la de 60W Cambiamos de posicioacuten el conmutador iquestQueacute laacutempara luciraacute con mayor intensidad 18- iquestQueacute laacutempara tendraacute mayor tensioacuten en sus extremos Medimos ahora la tensioacuten de cada laacutempara y la intensidad del amperiacutemetro VH1= VH2= I= 19- La corriente medida por el amperiacutemetro seraacute mayor o menor que si tuvieacuteramos un circuito simple con soacutelo una de las laacutemparas iquestPor queacute 20- iquestQueacute ocurriraacute si cortocircuitamos la laacutempara H4 21- iquestQueacute ocurriraacute si desconectamos la laacutempara H5 22- iquestQueacute resistencia interna tiene cada laacutempara iquestPor queacute difiere este valor con el obtenido en el punto13 23- Cambiamos la laacutempara H4 de 40W por una de 25W iquestCuaacutel luciraacute con maacutes intensidad la de 25W o la de 60W iquestQueacute laacutempara tendraacute mayor tensioacuten en sus extremos
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CUESTIONES TEMA 2 CIRCUITOS DE CORRIENTE CONTINUA Haz una redaccioacuten de al menos 100 palabras con cada uno de los siguientes temas 1- El circuito eleacutectrico y sus elementos La resistencia la resistividad y la ley de Ohm 2- Potencia y energiacutea eleacutectrica Facturacioacuten de la electricidad El efecto Joule 3- Medida de las magnitudes eleacutectricas Instrumentos de medida 4- Acoplamiento serie y paralelo Leyes de Kirchoff para el anaacutelisis de circuitos eleacutectricos
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FORMULARIO TEMA 2 CIRCUITOS DE CORRIENTE CONTINUA
RIV sdot= IVP sdot= RIP sdot= 2 R
VP
2
=
S
lR sdot= ρ ( )[ ]201ordm20 minussdot+sdot= TRR α
t
EP = RIPJolue sdot= 2 tRIEJoule sdotsdot= 2
SERIE PARALELO
321 ==== IIII eq 321 +++= IIII eq
321 +++= VVVVeq 321 ==== VVVVeq
321 +++= PPPPeq 321 +++= PPPPeq
321 +++= RRRReq
1111
321
+++
=
RRR
Req
Leyes de Kirchoff 1ordf ley sum = 0I
2ordf ley sum = 0V
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EJERCICIOS II7 Acoplamiento en paralelo
Alumno Grupo
1- Calcula la Req I1 I2 y Ieq
2- Calcula la potencia consumida por la resistencia 2
3- Determina la lectura de los instrumentos de medida
4- Calcula la potencia generada por la pila con el interruptor abierto y cerrado
5- Sea un circuito con una pila de 24V y 10 resistencias en paralelo de 50Ω cada una Calcula la resistencia equivalente y la intensidad total consumida
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II8 ACOPLAMIENTO MIXTO
Llamamos acoplamiento mixto cuando estaacuten presentes los dos tipos de acoplamiento ya estudiados paralelo y serie La dificultad de este tipo de ejercicios radica en aplicar en el orden correcto el caacutelculo de la resistencia equivalente en paralelo o en serie Primero hay que aislar los subconjuntos de resistencias que formen un acoplamiento puro (paralelo o serie) y sustituirlo por su resistencia equivalente Posteriormente iraacuten apareciendo nuevos acoplamientos puros con esta resistencia equivalente que seraacute reducidos otra vez Y asiacute sucesivamente hasta que podamos aplicar la ley de ohm y despejar las variables del circuito desconocidas Ejercicio 1 Calcula la resistencia equivalente del circuito y la potencia total
disipada Calcula ahora la potencia disipada por cada resistencia
Ejercicio 2 Calcula la potencia disipada por la resistencia 5
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EJERCICIOS II8 Acoplamiento mixto
Alumno Grupo
1- Calcula la resistencia equivalente del circuito la potencia consumida por la resistencia 3 y la intensidad que circula por la resistencia 2
2- Calcula la potencia consumida por la resistencia 2
3- Calcula la resistencia equivalente del circuito y potencia disipada por la resistencia 1
4- Determina la lectura de los instrumentos de medida
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II9 POTENCIOacuteMETRO
En muchas aplicaciones deseamos poder regular el valor de una resistencia con el fin de modificar el comportamiento de un circuito Cuando podamos regular dicho valor manualmente hablaremos de potencioacutemetros o reostatos Esto se consigue antildeadiendo a una resistencia un terminal que esteacute en contacto con un punto intermedio del conductor de forma que a mayor proximidad uno de los os terminales menor resistencia Un potencioacutemetro tendraacute por tanto tres terminales dos en los extremos y uno intermedio Se representa como
Ejercicio 1 Calcula la intensidad maacutexima y miacutenima que podraacute circular por el
siguiente circuito
Ejercicio 2 iquestEntre queacute valores de tensioacuten podemos regular la bombilla
incandescente
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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EJERCICIOS II9 Potencioacutemetro
Alumno Grupo
1- Obteacuten la intensidad que circularaacute por el siguiente circuito si el potencioacutemetro estaacute regulado a) a maacutexima resistencia b) a miacutenima resistencia
2- Obteacuten el rango de lecturas del voltiacutemetro seguacuten regulemos el reostato
3- iquestEn queacute posicioacuten (arriba o abajo) conseguiremos que la bombilla brille con maacutexima intensidad iquestCuaacutenta potencia disiparaacute en este caso
4- Calcula la intensidad que atraviesa la resistencia 1 si el reostato estaacute regulado al 25 de su resistencia maacutexima
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II10 LEYES DE KIRCHOFF
Hasta ahora hemos considerado circuitos con soacutelo un generador y varias resistencias Pero hay circuitos maacutes complicados en los que se asocian varios generadores con varias resistencias Para resolver estos circuitos utilizaremos unas reglas sencillas propuestas por GR Kirchoff Conceptos previos - Nudo Es cualquier punto del circuito donde confluyen tres o maacutes conductores - Rama Es cualquier parte del circuito comprendida entro dos nudos adyacentes - Malla Es cualquier camino cerrado que pueda ser recorrido sin pasar maacutes de una vez por el mismo punto Leyes de Kirchoff 1ordf ley La suma de las intensidades que concurren en cualquier nudo es nula
sum = 0I
2ordf ley La suma de las caiacutedas de tensioacuten de todos los elementos de una malla es nula
sum = 0V
Para aplicar esta segunda ley primero asignamos un sentido de circulacioacuten arbitrario a cada rama Despueacutes comenzando de un punto cualquiera de una malla la recorremos en su totalidad sumando todas sus tensiones parciales y la igualamos a cero Para lo cual seguiremos el siguiente criterio de signos - La tensioacuten de cualquier generador (su fem) es positiva si lo recorremos del polo negativo al positivo y viceversa - La tensioacuten de cualquier resistencia (IR) es negativa si la recorremos en el mismo sentido que hemos asignado previamente a la intensidad y viceversa Aplicando las leyes de Kirchhoff obtendremos un sistema de ecuaciones resoluble Sin embargo el nuacutemero de ecuaciones obtenidas suele ser mayor que el nuacutemero de incoacutegnitas del sistema Asiacute empezaremos eliminando las ecuaciones de nudos redundantes (por ser combinacioacuten lineal de las otras) y luego eliminaremos ecuaciones de malla hasta igualar el nuacutemero de ecuaciones con el de incoacutegnitas Y ahora soacutelo queda resolver el sistema de ecuaciones
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Ejercicio 1 Aplica la primera ley de Kirchhoff para obtener la corriente que
circula por el siguiente circuito
Ejercicio 2 Identifica todos los nudos ramas y mallas del siguiente circuito
Ejercicio 3 Aplica las leyes de Kirchhoff para obtener las intensidades de
cada rama del circuito anterior
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EJERCICIOS II10 Leyes de kirchoff Alumno Grupo
1- Calcula la intensidad que recorre el circuito Indica su sentido
2- Calcula la intensidad si cada pila es de 5V (hay 3 pilas en serie)
3- Calcula la intensidad de cada una de las ramas del circuito
4- Calcula la intensidad de cada una de las ramas del circuito
5- Plantea las ecuaciones de Kirchhoff (no hace falta resolverlas)
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PRAacuteCTICA II1 SERIE Y PARALELO
El objeto de esta praacutectica es observar aplicar y comprobar los conceptos de tensioacuten resistencia corriente y potencia en los circuitos simples serie y paralelo El montaje de la praacutectica estaacute compuesto por dos sub-circuitos activados mediante un conmutador El primer sub-circuito corresponde a 3 portalaacutemparas en paralelo El segundo sub-circuito lo forman 2 portalaacutemparas en serie En ambos circuito mediremos tensiones e intensidades Inicialmente el circuito no tiene ninguna bombilla en los portalaacutemparas Esquema
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Actividades de un circuito simple 1- Si ponemos una laacutempara de 40W en el portalaacutemparas H1 y dejamos el conmutador en la posicioacuten del dibujo iquestQueacute tensioacuten mediremos en el portalaacutemparas H1 iquestQueacute corriente mediremos en el amperiacutemetro 2- Cambiamos el conmutador de posicioacuten iquestQueacute tensioacuten mediremos en el portalaacutemparas H1 iquestQueacute corriente mediremos en el amperiacutemetro 3- Cambiamos la laacutempara de 40W por una de 60W iquestQueacute tensioacuten mediremos en el portalaacutemparas H1 iquestQueacute corriente mediremos en el amperiacutemetro 4- Cambiamos la laacutempara de 60W por una de 25W iquestQueacute tensioacuten mediremos en el portalaacutemparas H1 iquestQueacute corriente mediremos en el amperiacutemetro 5- iquestQueacute bombilla luciraacute con mayor intensidad la de mayor potencia o la de menor potencia iquestY cuaacutel consume maacutes corriente 6- iquestQueacute pasaraacute si quitamos el amperiacutemetro iquestY si lo sustituimos el amperiacutemetro por un voltiacutemetro 7- Calcula mediante la ley de Ohm la resistencia en caliente de cada bombilla iquestCuaacutel ofrece maacutes resistencia al paso de la corriente 8- Mide ahora con el ohmioacutemetro la resistencia de cada una de las bombillas en friacuteo 9- Razona por queacute difiere la resistencia calculada en el punto 6 con la resistencia medida
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Actividades de un circuito paralelo 10- Volvemos a colocar el amperiacutemetro en vez del voltiacutemetro Colocamos una bombilla de 40W en H1 de 60W en H2 y de25 en H3 iquestQueacute laacutempara tendraacute mayor tensioacuten en sus extremos iquestCuaacutento valdraacute 11- iquestQueacute intensidad consumiraacute cada una de las laacutemparas iquestY las tres juntas 12- Calcula la resistencia que ofrecen las tres laacutemparas juntas mediante la ley de Ohm y mediante la suma de resistencias en paralelo Compaacuteralas 13- iquestPuede ser mayor la resistencia total que la resistencia interna de las laacutemparas 14- iquestQueacute laacutempara consume maacutes potencia de las tres iquestCuaacutenta potencia estaacuten consumiendo las tres laacutemparas juntas 15- iquestQueacute ocurre si desconectamos la laacutempara de 25 W del circuito iquestPueden funcionar las otras laacutemparas sin que funcione H3 iquestCuaacutento mediraacute el amperiacutemetro 16- iquestQueacute ocurriraacute si cortocircuitamos el portalaacutemparas H2
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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Actividades de un circuito serie 17- Quitamos las laacutemparas de los portalaacutemparas en pararelo Colocamos en H4 la laacutempara de 40W y en H5 la de 60W Cambiamos de posicioacuten el conmutador iquestQueacute laacutempara luciraacute con mayor intensidad 18- iquestQueacute laacutempara tendraacute mayor tensioacuten en sus extremos Medimos ahora la tensioacuten de cada laacutempara y la intensidad del amperiacutemetro VH1= VH2= I= 19- La corriente medida por el amperiacutemetro seraacute mayor o menor que si tuvieacuteramos un circuito simple con soacutelo una de las laacutemparas iquestPor queacute 20- iquestQueacute ocurriraacute si cortocircuitamos la laacutempara H4 21- iquestQueacute ocurriraacute si desconectamos la laacutempara H5 22- iquestQueacute resistencia interna tiene cada laacutempara iquestPor queacute difiere este valor con el obtenido en el punto13 23- Cambiamos la laacutempara H4 de 40W por una de 25W iquestCuaacutel luciraacute con maacutes intensidad la de 25W o la de 60W iquestQueacute laacutempara tendraacute mayor tensioacuten en sus extremos
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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CUESTIONES TEMA 2 CIRCUITOS DE CORRIENTE CONTINUA Haz una redaccioacuten de al menos 100 palabras con cada uno de los siguientes temas 1- El circuito eleacutectrico y sus elementos La resistencia la resistividad y la ley de Ohm 2- Potencia y energiacutea eleacutectrica Facturacioacuten de la electricidad El efecto Joule 3- Medida de las magnitudes eleacutectricas Instrumentos de medida 4- Acoplamiento serie y paralelo Leyes de Kirchoff para el anaacutelisis de circuitos eleacutectricos
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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FORMULARIO TEMA 2 CIRCUITOS DE CORRIENTE CONTINUA
RIV sdot= IVP sdot= RIP sdot= 2 R
VP
2
=
S
lR sdot= ρ ( )[ ]201ordm20 minussdot+sdot= TRR α
t
EP = RIPJolue sdot= 2 tRIEJoule sdotsdot= 2
SERIE PARALELO
321 ==== IIII eq 321 +++= IIII eq
321 +++= VVVVeq 321 ==== VVVVeq
321 +++= PPPPeq 321 +++= PPPPeq
321 +++= RRRReq
1111
321
+++
=
RRR
Req
Leyes de Kirchoff 1ordf ley sum = 0I
2ordf ley sum = 0V
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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II8 ACOPLAMIENTO MIXTO
Llamamos acoplamiento mixto cuando estaacuten presentes los dos tipos de acoplamiento ya estudiados paralelo y serie La dificultad de este tipo de ejercicios radica en aplicar en el orden correcto el caacutelculo de la resistencia equivalente en paralelo o en serie Primero hay que aislar los subconjuntos de resistencias que formen un acoplamiento puro (paralelo o serie) y sustituirlo por su resistencia equivalente Posteriormente iraacuten apareciendo nuevos acoplamientos puros con esta resistencia equivalente que seraacute reducidos otra vez Y asiacute sucesivamente hasta que podamos aplicar la ley de ohm y despejar las variables del circuito desconocidas Ejercicio 1 Calcula la resistencia equivalente del circuito y la potencia total
disipada Calcula ahora la potencia disipada por cada resistencia
Ejercicio 2 Calcula la potencia disipada por la resistencia 5
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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EJERCICIOS II8 Acoplamiento mixto
Alumno Grupo
1- Calcula la resistencia equivalente del circuito la potencia consumida por la resistencia 3 y la intensidad que circula por la resistencia 2
2- Calcula la potencia consumida por la resistencia 2
3- Calcula la resistencia equivalente del circuito y potencia disipada por la resistencia 1
4- Determina la lectura de los instrumentos de medida
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
21
II9 POTENCIOacuteMETRO
En muchas aplicaciones deseamos poder regular el valor de una resistencia con el fin de modificar el comportamiento de un circuito Cuando podamos regular dicho valor manualmente hablaremos de potencioacutemetros o reostatos Esto se consigue antildeadiendo a una resistencia un terminal que esteacute en contacto con un punto intermedio del conductor de forma que a mayor proximidad uno de los os terminales menor resistencia Un potencioacutemetro tendraacute por tanto tres terminales dos en los extremos y uno intermedio Se representa como
Ejercicio 1 Calcula la intensidad maacutexima y miacutenima que podraacute circular por el
siguiente circuito
Ejercicio 2 iquestEntre queacute valores de tensioacuten podemos regular la bombilla
incandescente
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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EJERCICIOS II9 Potencioacutemetro
Alumno Grupo
1- Obteacuten la intensidad que circularaacute por el siguiente circuito si el potencioacutemetro estaacute regulado a) a maacutexima resistencia b) a miacutenima resistencia
2- Obteacuten el rango de lecturas del voltiacutemetro seguacuten regulemos el reostato
3- iquestEn queacute posicioacuten (arriba o abajo) conseguiremos que la bombilla brille con maacutexima intensidad iquestCuaacutenta potencia disiparaacute en este caso
4- Calcula la intensidad que atraviesa la resistencia 1 si el reostato estaacute regulado al 25 de su resistencia maacutexima
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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II10 LEYES DE KIRCHOFF
Hasta ahora hemos considerado circuitos con soacutelo un generador y varias resistencias Pero hay circuitos maacutes complicados en los que se asocian varios generadores con varias resistencias Para resolver estos circuitos utilizaremos unas reglas sencillas propuestas por GR Kirchoff Conceptos previos - Nudo Es cualquier punto del circuito donde confluyen tres o maacutes conductores - Rama Es cualquier parte del circuito comprendida entro dos nudos adyacentes - Malla Es cualquier camino cerrado que pueda ser recorrido sin pasar maacutes de una vez por el mismo punto Leyes de Kirchoff 1ordf ley La suma de las intensidades que concurren en cualquier nudo es nula
sum = 0I
2ordf ley La suma de las caiacutedas de tensioacuten de todos los elementos de una malla es nula
sum = 0V
Para aplicar esta segunda ley primero asignamos un sentido de circulacioacuten arbitrario a cada rama Despueacutes comenzando de un punto cualquiera de una malla la recorremos en su totalidad sumando todas sus tensiones parciales y la igualamos a cero Para lo cual seguiremos el siguiente criterio de signos - La tensioacuten de cualquier generador (su fem) es positiva si lo recorremos del polo negativo al positivo y viceversa - La tensioacuten de cualquier resistencia (IR) es negativa si la recorremos en el mismo sentido que hemos asignado previamente a la intensidad y viceversa Aplicando las leyes de Kirchhoff obtendremos un sistema de ecuaciones resoluble Sin embargo el nuacutemero de ecuaciones obtenidas suele ser mayor que el nuacutemero de incoacutegnitas del sistema Asiacute empezaremos eliminando las ecuaciones de nudos redundantes (por ser combinacioacuten lineal de las otras) y luego eliminaremos ecuaciones de malla hasta igualar el nuacutemero de ecuaciones con el de incoacutegnitas Y ahora soacutelo queda resolver el sistema de ecuaciones
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
24
Ejercicio 1 Aplica la primera ley de Kirchhoff para obtener la corriente que
circula por el siguiente circuito
Ejercicio 2 Identifica todos los nudos ramas y mallas del siguiente circuito
Ejercicio 3 Aplica las leyes de Kirchhoff para obtener las intensidades de
cada rama del circuito anterior
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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EJERCICIOS II10 Leyes de kirchoff Alumno Grupo
1- Calcula la intensidad que recorre el circuito Indica su sentido
2- Calcula la intensidad si cada pila es de 5V (hay 3 pilas en serie)
3- Calcula la intensidad de cada una de las ramas del circuito
4- Calcula la intensidad de cada una de las ramas del circuito
5- Plantea las ecuaciones de Kirchhoff (no hace falta resolverlas)
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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PRAacuteCTICA II1 SERIE Y PARALELO
El objeto de esta praacutectica es observar aplicar y comprobar los conceptos de tensioacuten resistencia corriente y potencia en los circuitos simples serie y paralelo El montaje de la praacutectica estaacute compuesto por dos sub-circuitos activados mediante un conmutador El primer sub-circuito corresponde a 3 portalaacutemparas en paralelo El segundo sub-circuito lo forman 2 portalaacutemparas en serie En ambos circuito mediremos tensiones e intensidades Inicialmente el circuito no tiene ninguna bombilla en los portalaacutemparas Esquema
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
27
Actividades de un circuito simple 1- Si ponemos una laacutempara de 40W en el portalaacutemparas H1 y dejamos el conmutador en la posicioacuten del dibujo iquestQueacute tensioacuten mediremos en el portalaacutemparas H1 iquestQueacute corriente mediremos en el amperiacutemetro 2- Cambiamos el conmutador de posicioacuten iquestQueacute tensioacuten mediremos en el portalaacutemparas H1 iquestQueacute corriente mediremos en el amperiacutemetro 3- Cambiamos la laacutempara de 40W por una de 60W iquestQueacute tensioacuten mediremos en el portalaacutemparas H1 iquestQueacute corriente mediremos en el amperiacutemetro 4- Cambiamos la laacutempara de 60W por una de 25W iquestQueacute tensioacuten mediremos en el portalaacutemparas H1 iquestQueacute corriente mediremos en el amperiacutemetro 5- iquestQueacute bombilla luciraacute con mayor intensidad la de mayor potencia o la de menor potencia iquestY cuaacutel consume maacutes corriente 6- iquestQueacute pasaraacute si quitamos el amperiacutemetro iquestY si lo sustituimos el amperiacutemetro por un voltiacutemetro 7- Calcula mediante la ley de Ohm la resistencia en caliente de cada bombilla iquestCuaacutel ofrece maacutes resistencia al paso de la corriente 8- Mide ahora con el ohmioacutemetro la resistencia de cada una de las bombillas en friacuteo 9- Razona por queacute difiere la resistencia calculada en el punto 6 con la resistencia medida
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Actividades de un circuito paralelo 10- Volvemos a colocar el amperiacutemetro en vez del voltiacutemetro Colocamos una bombilla de 40W en H1 de 60W en H2 y de25 en H3 iquestQueacute laacutempara tendraacute mayor tensioacuten en sus extremos iquestCuaacutento valdraacute 11- iquestQueacute intensidad consumiraacute cada una de las laacutemparas iquestY las tres juntas 12- Calcula la resistencia que ofrecen las tres laacutemparas juntas mediante la ley de Ohm y mediante la suma de resistencias en paralelo Compaacuteralas 13- iquestPuede ser mayor la resistencia total que la resistencia interna de las laacutemparas 14- iquestQueacute laacutempara consume maacutes potencia de las tres iquestCuaacutenta potencia estaacuten consumiendo las tres laacutemparas juntas 15- iquestQueacute ocurre si desconectamos la laacutempara de 25 W del circuito iquestPueden funcionar las otras laacutemparas sin que funcione H3 iquestCuaacutento mediraacute el amperiacutemetro 16- iquestQueacute ocurriraacute si cortocircuitamos el portalaacutemparas H2
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Actividades de un circuito serie 17- Quitamos las laacutemparas de los portalaacutemparas en pararelo Colocamos en H4 la laacutempara de 40W y en H5 la de 60W Cambiamos de posicioacuten el conmutador iquestQueacute laacutempara luciraacute con mayor intensidad 18- iquestQueacute laacutempara tendraacute mayor tensioacuten en sus extremos Medimos ahora la tensioacuten de cada laacutempara y la intensidad del amperiacutemetro VH1= VH2= I= 19- La corriente medida por el amperiacutemetro seraacute mayor o menor que si tuvieacuteramos un circuito simple con soacutelo una de las laacutemparas iquestPor queacute 20- iquestQueacute ocurriraacute si cortocircuitamos la laacutempara H4 21- iquestQueacute ocurriraacute si desconectamos la laacutempara H5 22- iquestQueacute resistencia interna tiene cada laacutempara iquestPor queacute difiere este valor con el obtenido en el punto13 23- Cambiamos la laacutempara H4 de 40W por una de 25W iquestCuaacutel luciraacute con maacutes intensidad la de 25W o la de 60W iquestQueacute laacutempara tendraacute mayor tensioacuten en sus extremos
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CUESTIONES TEMA 2 CIRCUITOS DE CORRIENTE CONTINUA Haz una redaccioacuten de al menos 100 palabras con cada uno de los siguientes temas 1- El circuito eleacutectrico y sus elementos La resistencia la resistividad y la ley de Ohm 2- Potencia y energiacutea eleacutectrica Facturacioacuten de la electricidad El efecto Joule 3- Medida de las magnitudes eleacutectricas Instrumentos de medida 4- Acoplamiento serie y paralelo Leyes de Kirchoff para el anaacutelisis de circuitos eleacutectricos
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FORMULARIO TEMA 2 CIRCUITOS DE CORRIENTE CONTINUA
RIV sdot= IVP sdot= RIP sdot= 2 R
VP
2
=
S
lR sdot= ρ ( )[ ]201ordm20 minussdot+sdot= TRR α
t
EP = RIPJolue sdot= 2 tRIEJoule sdotsdot= 2
SERIE PARALELO
321 ==== IIII eq 321 +++= IIII eq
321 +++= VVVVeq 321 ==== VVVVeq
321 +++= PPPPeq 321 +++= PPPPeq
321 +++= RRRReq
1111
321
+++
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RRR
Req
Leyes de Kirchoff 1ordf ley sum = 0I
2ordf ley sum = 0V
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EJERCICIOS II8 Acoplamiento mixto
Alumno Grupo
1- Calcula la resistencia equivalente del circuito la potencia consumida por la resistencia 3 y la intensidad que circula por la resistencia 2
2- Calcula la potencia consumida por la resistencia 2
3- Calcula la resistencia equivalente del circuito y potencia disipada por la resistencia 1
4- Determina la lectura de los instrumentos de medida
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II9 POTENCIOacuteMETRO
En muchas aplicaciones deseamos poder regular el valor de una resistencia con el fin de modificar el comportamiento de un circuito Cuando podamos regular dicho valor manualmente hablaremos de potencioacutemetros o reostatos Esto se consigue antildeadiendo a una resistencia un terminal que esteacute en contacto con un punto intermedio del conductor de forma que a mayor proximidad uno de los os terminales menor resistencia Un potencioacutemetro tendraacute por tanto tres terminales dos en los extremos y uno intermedio Se representa como
Ejercicio 1 Calcula la intensidad maacutexima y miacutenima que podraacute circular por el
siguiente circuito
Ejercicio 2 iquestEntre queacute valores de tensioacuten podemos regular la bombilla
incandescente
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EJERCICIOS II9 Potencioacutemetro
Alumno Grupo
1- Obteacuten la intensidad que circularaacute por el siguiente circuito si el potencioacutemetro estaacute regulado a) a maacutexima resistencia b) a miacutenima resistencia
2- Obteacuten el rango de lecturas del voltiacutemetro seguacuten regulemos el reostato
3- iquestEn queacute posicioacuten (arriba o abajo) conseguiremos que la bombilla brille con maacutexima intensidad iquestCuaacutenta potencia disiparaacute en este caso
4- Calcula la intensidad que atraviesa la resistencia 1 si el reostato estaacute regulado al 25 de su resistencia maacutexima
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II10 LEYES DE KIRCHOFF
Hasta ahora hemos considerado circuitos con soacutelo un generador y varias resistencias Pero hay circuitos maacutes complicados en los que se asocian varios generadores con varias resistencias Para resolver estos circuitos utilizaremos unas reglas sencillas propuestas por GR Kirchoff Conceptos previos - Nudo Es cualquier punto del circuito donde confluyen tres o maacutes conductores - Rama Es cualquier parte del circuito comprendida entro dos nudos adyacentes - Malla Es cualquier camino cerrado que pueda ser recorrido sin pasar maacutes de una vez por el mismo punto Leyes de Kirchoff 1ordf ley La suma de las intensidades que concurren en cualquier nudo es nula
sum = 0I
2ordf ley La suma de las caiacutedas de tensioacuten de todos los elementos de una malla es nula
sum = 0V
Para aplicar esta segunda ley primero asignamos un sentido de circulacioacuten arbitrario a cada rama Despueacutes comenzando de un punto cualquiera de una malla la recorremos en su totalidad sumando todas sus tensiones parciales y la igualamos a cero Para lo cual seguiremos el siguiente criterio de signos - La tensioacuten de cualquier generador (su fem) es positiva si lo recorremos del polo negativo al positivo y viceversa - La tensioacuten de cualquier resistencia (IR) es negativa si la recorremos en el mismo sentido que hemos asignado previamente a la intensidad y viceversa Aplicando las leyes de Kirchhoff obtendremos un sistema de ecuaciones resoluble Sin embargo el nuacutemero de ecuaciones obtenidas suele ser mayor que el nuacutemero de incoacutegnitas del sistema Asiacute empezaremos eliminando las ecuaciones de nudos redundantes (por ser combinacioacuten lineal de las otras) y luego eliminaremos ecuaciones de malla hasta igualar el nuacutemero de ecuaciones con el de incoacutegnitas Y ahora soacutelo queda resolver el sistema de ecuaciones
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Ejercicio 1 Aplica la primera ley de Kirchhoff para obtener la corriente que
circula por el siguiente circuito
Ejercicio 2 Identifica todos los nudos ramas y mallas del siguiente circuito
Ejercicio 3 Aplica las leyes de Kirchhoff para obtener las intensidades de
cada rama del circuito anterior
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EJERCICIOS II10 Leyes de kirchoff Alumno Grupo
1- Calcula la intensidad que recorre el circuito Indica su sentido
2- Calcula la intensidad si cada pila es de 5V (hay 3 pilas en serie)
3- Calcula la intensidad de cada una de las ramas del circuito
4- Calcula la intensidad de cada una de las ramas del circuito
5- Plantea las ecuaciones de Kirchhoff (no hace falta resolverlas)
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PRAacuteCTICA II1 SERIE Y PARALELO
El objeto de esta praacutectica es observar aplicar y comprobar los conceptos de tensioacuten resistencia corriente y potencia en los circuitos simples serie y paralelo El montaje de la praacutectica estaacute compuesto por dos sub-circuitos activados mediante un conmutador El primer sub-circuito corresponde a 3 portalaacutemparas en paralelo El segundo sub-circuito lo forman 2 portalaacutemparas en serie En ambos circuito mediremos tensiones e intensidades Inicialmente el circuito no tiene ninguna bombilla en los portalaacutemparas Esquema
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Actividades de un circuito simple 1- Si ponemos una laacutempara de 40W en el portalaacutemparas H1 y dejamos el conmutador en la posicioacuten del dibujo iquestQueacute tensioacuten mediremos en el portalaacutemparas H1 iquestQueacute corriente mediremos en el amperiacutemetro 2- Cambiamos el conmutador de posicioacuten iquestQueacute tensioacuten mediremos en el portalaacutemparas H1 iquestQueacute corriente mediremos en el amperiacutemetro 3- Cambiamos la laacutempara de 40W por una de 60W iquestQueacute tensioacuten mediremos en el portalaacutemparas H1 iquestQueacute corriente mediremos en el amperiacutemetro 4- Cambiamos la laacutempara de 60W por una de 25W iquestQueacute tensioacuten mediremos en el portalaacutemparas H1 iquestQueacute corriente mediremos en el amperiacutemetro 5- iquestQueacute bombilla luciraacute con mayor intensidad la de mayor potencia o la de menor potencia iquestY cuaacutel consume maacutes corriente 6- iquestQueacute pasaraacute si quitamos el amperiacutemetro iquestY si lo sustituimos el amperiacutemetro por un voltiacutemetro 7- Calcula mediante la ley de Ohm la resistencia en caliente de cada bombilla iquestCuaacutel ofrece maacutes resistencia al paso de la corriente 8- Mide ahora con el ohmioacutemetro la resistencia de cada una de las bombillas en friacuteo 9- Razona por queacute difiere la resistencia calculada en el punto 6 con la resistencia medida
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Actividades de un circuito paralelo 10- Volvemos a colocar el amperiacutemetro en vez del voltiacutemetro Colocamos una bombilla de 40W en H1 de 60W en H2 y de25 en H3 iquestQueacute laacutempara tendraacute mayor tensioacuten en sus extremos iquestCuaacutento valdraacute 11- iquestQueacute intensidad consumiraacute cada una de las laacutemparas iquestY las tres juntas 12- Calcula la resistencia que ofrecen las tres laacutemparas juntas mediante la ley de Ohm y mediante la suma de resistencias en paralelo Compaacuteralas 13- iquestPuede ser mayor la resistencia total que la resistencia interna de las laacutemparas 14- iquestQueacute laacutempara consume maacutes potencia de las tres iquestCuaacutenta potencia estaacuten consumiendo las tres laacutemparas juntas 15- iquestQueacute ocurre si desconectamos la laacutempara de 25 W del circuito iquestPueden funcionar las otras laacutemparas sin que funcione H3 iquestCuaacutento mediraacute el amperiacutemetro 16- iquestQueacute ocurriraacute si cortocircuitamos el portalaacutemparas H2
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Actividades de un circuito serie 17- Quitamos las laacutemparas de los portalaacutemparas en pararelo Colocamos en H4 la laacutempara de 40W y en H5 la de 60W Cambiamos de posicioacuten el conmutador iquestQueacute laacutempara luciraacute con mayor intensidad 18- iquestQueacute laacutempara tendraacute mayor tensioacuten en sus extremos Medimos ahora la tensioacuten de cada laacutempara y la intensidad del amperiacutemetro VH1= VH2= I= 19- La corriente medida por el amperiacutemetro seraacute mayor o menor que si tuvieacuteramos un circuito simple con soacutelo una de las laacutemparas iquestPor queacute 20- iquestQueacute ocurriraacute si cortocircuitamos la laacutempara H4 21- iquestQueacute ocurriraacute si desconectamos la laacutempara H5 22- iquestQueacute resistencia interna tiene cada laacutempara iquestPor queacute difiere este valor con el obtenido en el punto13 23- Cambiamos la laacutempara H4 de 40W por una de 25W iquestCuaacutel luciraacute con maacutes intensidad la de 25W o la de 60W iquestQueacute laacutempara tendraacute mayor tensioacuten en sus extremos
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CUESTIONES TEMA 2 CIRCUITOS DE CORRIENTE CONTINUA Haz una redaccioacuten de al menos 100 palabras con cada uno de los siguientes temas 1- El circuito eleacutectrico y sus elementos La resistencia la resistividad y la ley de Ohm 2- Potencia y energiacutea eleacutectrica Facturacioacuten de la electricidad El efecto Joule 3- Medida de las magnitudes eleacutectricas Instrumentos de medida 4- Acoplamiento serie y paralelo Leyes de Kirchoff para el anaacutelisis de circuitos eleacutectricos
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FORMULARIO TEMA 2 CIRCUITOS DE CORRIENTE CONTINUA
RIV sdot= IVP sdot= RIP sdot= 2 R
VP
2
=
S
lR sdot= ρ ( )[ ]201ordm20 minussdot+sdot= TRR α
t
EP = RIPJolue sdot= 2 tRIEJoule sdotsdot= 2
SERIE PARALELO
321 ==== IIII eq 321 +++= IIII eq
321 +++= VVVVeq 321 ==== VVVVeq
321 +++= PPPPeq 321 +++= PPPPeq
321 +++= RRRReq
1111
321
+++
=
RRR
Req
Leyes de Kirchoff 1ordf ley sum = 0I
2ordf ley sum = 0V
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II9 POTENCIOacuteMETRO
En muchas aplicaciones deseamos poder regular el valor de una resistencia con el fin de modificar el comportamiento de un circuito Cuando podamos regular dicho valor manualmente hablaremos de potencioacutemetros o reostatos Esto se consigue antildeadiendo a una resistencia un terminal que esteacute en contacto con un punto intermedio del conductor de forma que a mayor proximidad uno de los os terminales menor resistencia Un potencioacutemetro tendraacute por tanto tres terminales dos en los extremos y uno intermedio Se representa como
Ejercicio 1 Calcula la intensidad maacutexima y miacutenima que podraacute circular por el
siguiente circuito
Ejercicio 2 iquestEntre queacute valores de tensioacuten podemos regular la bombilla
incandescente
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EJERCICIOS II9 Potencioacutemetro
Alumno Grupo
1- Obteacuten la intensidad que circularaacute por el siguiente circuito si el potencioacutemetro estaacute regulado a) a maacutexima resistencia b) a miacutenima resistencia
2- Obteacuten el rango de lecturas del voltiacutemetro seguacuten regulemos el reostato
3- iquestEn queacute posicioacuten (arriba o abajo) conseguiremos que la bombilla brille con maacutexima intensidad iquestCuaacutenta potencia disiparaacute en este caso
4- Calcula la intensidad que atraviesa la resistencia 1 si el reostato estaacute regulado al 25 de su resistencia maacutexima
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II10 LEYES DE KIRCHOFF
Hasta ahora hemos considerado circuitos con soacutelo un generador y varias resistencias Pero hay circuitos maacutes complicados en los que se asocian varios generadores con varias resistencias Para resolver estos circuitos utilizaremos unas reglas sencillas propuestas por GR Kirchoff Conceptos previos - Nudo Es cualquier punto del circuito donde confluyen tres o maacutes conductores - Rama Es cualquier parte del circuito comprendida entro dos nudos adyacentes - Malla Es cualquier camino cerrado que pueda ser recorrido sin pasar maacutes de una vez por el mismo punto Leyes de Kirchoff 1ordf ley La suma de las intensidades que concurren en cualquier nudo es nula
sum = 0I
2ordf ley La suma de las caiacutedas de tensioacuten de todos los elementos de una malla es nula
sum = 0V
Para aplicar esta segunda ley primero asignamos un sentido de circulacioacuten arbitrario a cada rama Despueacutes comenzando de un punto cualquiera de una malla la recorremos en su totalidad sumando todas sus tensiones parciales y la igualamos a cero Para lo cual seguiremos el siguiente criterio de signos - La tensioacuten de cualquier generador (su fem) es positiva si lo recorremos del polo negativo al positivo y viceversa - La tensioacuten de cualquier resistencia (IR) es negativa si la recorremos en el mismo sentido que hemos asignado previamente a la intensidad y viceversa Aplicando las leyes de Kirchhoff obtendremos un sistema de ecuaciones resoluble Sin embargo el nuacutemero de ecuaciones obtenidas suele ser mayor que el nuacutemero de incoacutegnitas del sistema Asiacute empezaremos eliminando las ecuaciones de nudos redundantes (por ser combinacioacuten lineal de las otras) y luego eliminaremos ecuaciones de malla hasta igualar el nuacutemero de ecuaciones con el de incoacutegnitas Y ahora soacutelo queda resolver el sistema de ecuaciones
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Ejercicio 1 Aplica la primera ley de Kirchhoff para obtener la corriente que
circula por el siguiente circuito
Ejercicio 2 Identifica todos los nudos ramas y mallas del siguiente circuito
Ejercicio 3 Aplica las leyes de Kirchhoff para obtener las intensidades de
cada rama del circuito anterior
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EJERCICIOS II10 Leyes de kirchoff Alumno Grupo
1- Calcula la intensidad que recorre el circuito Indica su sentido
2- Calcula la intensidad si cada pila es de 5V (hay 3 pilas en serie)
3- Calcula la intensidad de cada una de las ramas del circuito
4- Calcula la intensidad de cada una de las ramas del circuito
5- Plantea las ecuaciones de Kirchhoff (no hace falta resolverlas)
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PRAacuteCTICA II1 SERIE Y PARALELO
El objeto de esta praacutectica es observar aplicar y comprobar los conceptos de tensioacuten resistencia corriente y potencia en los circuitos simples serie y paralelo El montaje de la praacutectica estaacute compuesto por dos sub-circuitos activados mediante un conmutador El primer sub-circuito corresponde a 3 portalaacutemparas en paralelo El segundo sub-circuito lo forman 2 portalaacutemparas en serie En ambos circuito mediremos tensiones e intensidades Inicialmente el circuito no tiene ninguna bombilla en los portalaacutemparas Esquema
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Actividades de un circuito simple 1- Si ponemos una laacutempara de 40W en el portalaacutemparas H1 y dejamos el conmutador en la posicioacuten del dibujo iquestQueacute tensioacuten mediremos en el portalaacutemparas H1 iquestQueacute corriente mediremos en el amperiacutemetro 2- Cambiamos el conmutador de posicioacuten iquestQueacute tensioacuten mediremos en el portalaacutemparas H1 iquestQueacute corriente mediremos en el amperiacutemetro 3- Cambiamos la laacutempara de 40W por una de 60W iquestQueacute tensioacuten mediremos en el portalaacutemparas H1 iquestQueacute corriente mediremos en el amperiacutemetro 4- Cambiamos la laacutempara de 60W por una de 25W iquestQueacute tensioacuten mediremos en el portalaacutemparas H1 iquestQueacute corriente mediremos en el amperiacutemetro 5- iquestQueacute bombilla luciraacute con mayor intensidad la de mayor potencia o la de menor potencia iquestY cuaacutel consume maacutes corriente 6- iquestQueacute pasaraacute si quitamos el amperiacutemetro iquestY si lo sustituimos el amperiacutemetro por un voltiacutemetro 7- Calcula mediante la ley de Ohm la resistencia en caliente de cada bombilla iquestCuaacutel ofrece maacutes resistencia al paso de la corriente 8- Mide ahora con el ohmioacutemetro la resistencia de cada una de las bombillas en friacuteo 9- Razona por queacute difiere la resistencia calculada en el punto 6 con la resistencia medida
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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Actividades de un circuito paralelo 10- Volvemos a colocar el amperiacutemetro en vez del voltiacutemetro Colocamos una bombilla de 40W en H1 de 60W en H2 y de25 en H3 iquestQueacute laacutempara tendraacute mayor tensioacuten en sus extremos iquestCuaacutento valdraacute 11- iquestQueacute intensidad consumiraacute cada una de las laacutemparas iquestY las tres juntas 12- Calcula la resistencia que ofrecen las tres laacutemparas juntas mediante la ley de Ohm y mediante la suma de resistencias en paralelo Compaacuteralas 13- iquestPuede ser mayor la resistencia total que la resistencia interna de las laacutemparas 14- iquestQueacute laacutempara consume maacutes potencia de las tres iquestCuaacutenta potencia estaacuten consumiendo las tres laacutemparas juntas 15- iquestQueacute ocurre si desconectamos la laacutempara de 25 W del circuito iquestPueden funcionar las otras laacutemparas sin que funcione H3 iquestCuaacutento mediraacute el amperiacutemetro 16- iquestQueacute ocurriraacute si cortocircuitamos el portalaacutemparas H2
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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Actividades de un circuito serie 17- Quitamos las laacutemparas de los portalaacutemparas en pararelo Colocamos en H4 la laacutempara de 40W y en H5 la de 60W Cambiamos de posicioacuten el conmutador iquestQueacute laacutempara luciraacute con mayor intensidad 18- iquestQueacute laacutempara tendraacute mayor tensioacuten en sus extremos Medimos ahora la tensioacuten de cada laacutempara y la intensidad del amperiacutemetro VH1= VH2= I= 19- La corriente medida por el amperiacutemetro seraacute mayor o menor que si tuvieacuteramos un circuito simple con soacutelo una de las laacutemparas iquestPor queacute 20- iquestQueacute ocurriraacute si cortocircuitamos la laacutempara H4 21- iquestQueacute ocurriraacute si desconectamos la laacutempara H5 22- iquestQueacute resistencia interna tiene cada laacutempara iquestPor queacute difiere este valor con el obtenido en el punto13 23- Cambiamos la laacutempara H4 de 40W por una de 25W iquestCuaacutel luciraacute con maacutes intensidad la de 25W o la de 60W iquestQueacute laacutempara tendraacute mayor tensioacuten en sus extremos
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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CUESTIONES TEMA 2 CIRCUITOS DE CORRIENTE CONTINUA Haz una redaccioacuten de al menos 100 palabras con cada uno de los siguientes temas 1- El circuito eleacutectrico y sus elementos La resistencia la resistividad y la ley de Ohm 2- Potencia y energiacutea eleacutectrica Facturacioacuten de la electricidad El efecto Joule 3- Medida de las magnitudes eleacutectricas Instrumentos de medida 4- Acoplamiento serie y paralelo Leyes de Kirchoff para el anaacutelisis de circuitos eleacutectricos
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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FORMULARIO TEMA 2 CIRCUITOS DE CORRIENTE CONTINUA
RIV sdot= IVP sdot= RIP sdot= 2 R
VP
2
=
S
lR sdot= ρ ( )[ ]201ordm20 minussdot+sdot= TRR α
t
EP = RIPJolue sdot= 2 tRIEJoule sdotsdot= 2
SERIE PARALELO
321 ==== IIII eq 321 +++= IIII eq
321 +++= VVVVeq 321 ==== VVVVeq
321 +++= PPPPeq 321 +++= PPPPeq
321 +++= RRRReq
1111
321
+++
=
RRR
Req
Leyes de Kirchoff 1ordf ley sum = 0I
2ordf ley sum = 0V
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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EJERCICIOS II9 Potencioacutemetro
Alumno Grupo
1- Obteacuten la intensidad que circularaacute por el siguiente circuito si el potencioacutemetro estaacute regulado a) a maacutexima resistencia b) a miacutenima resistencia
2- Obteacuten el rango de lecturas del voltiacutemetro seguacuten regulemos el reostato
3- iquestEn queacute posicioacuten (arriba o abajo) conseguiremos que la bombilla brille con maacutexima intensidad iquestCuaacutenta potencia disiparaacute en este caso
4- Calcula la intensidad que atraviesa la resistencia 1 si el reostato estaacute regulado al 25 de su resistencia maacutexima
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
23
II10 LEYES DE KIRCHOFF
Hasta ahora hemos considerado circuitos con soacutelo un generador y varias resistencias Pero hay circuitos maacutes complicados en los que se asocian varios generadores con varias resistencias Para resolver estos circuitos utilizaremos unas reglas sencillas propuestas por GR Kirchoff Conceptos previos - Nudo Es cualquier punto del circuito donde confluyen tres o maacutes conductores - Rama Es cualquier parte del circuito comprendida entro dos nudos adyacentes - Malla Es cualquier camino cerrado que pueda ser recorrido sin pasar maacutes de una vez por el mismo punto Leyes de Kirchoff 1ordf ley La suma de las intensidades que concurren en cualquier nudo es nula
sum = 0I
2ordf ley La suma de las caiacutedas de tensioacuten de todos los elementos de una malla es nula
sum = 0V
Para aplicar esta segunda ley primero asignamos un sentido de circulacioacuten arbitrario a cada rama Despueacutes comenzando de un punto cualquiera de una malla la recorremos en su totalidad sumando todas sus tensiones parciales y la igualamos a cero Para lo cual seguiremos el siguiente criterio de signos - La tensioacuten de cualquier generador (su fem) es positiva si lo recorremos del polo negativo al positivo y viceversa - La tensioacuten de cualquier resistencia (IR) es negativa si la recorremos en el mismo sentido que hemos asignado previamente a la intensidad y viceversa Aplicando las leyes de Kirchhoff obtendremos un sistema de ecuaciones resoluble Sin embargo el nuacutemero de ecuaciones obtenidas suele ser mayor que el nuacutemero de incoacutegnitas del sistema Asiacute empezaremos eliminando las ecuaciones de nudos redundantes (por ser combinacioacuten lineal de las otras) y luego eliminaremos ecuaciones de malla hasta igualar el nuacutemero de ecuaciones con el de incoacutegnitas Y ahora soacutelo queda resolver el sistema de ecuaciones
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
24
Ejercicio 1 Aplica la primera ley de Kirchhoff para obtener la corriente que
circula por el siguiente circuito
Ejercicio 2 Identifica todos los nudos ramas y mallas del siguiente circuito
Ejercicio 3 Aplica las leyes de Kirchhoff para obtener las intensidades de
cada rama del circuito anterior
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
25
EJERCICIOS II10 Leyes de kirchoff Alumno Grupo
1- Calcula la intensidad que recorre el circuito Indica su sentido
2- Calcula la intensidad si cada pila es de 5V (hay 3 pilas en serie)
3- Calcula la intensidad de cada una de las ramas del circuito
4- Calcula la intensidad de cada una de las ramas del circuito
5- Plantea las ecuaciones de Kirchhoff (no hace falta resolverlas)
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
26
PRAacuteCTICA II1 SERIE Y PARALELO
El objeto de esta praacutectica es observar aplicar y comprobar los conceptos de tensioacuten resistencia corriente y potencia en los circuitos simples serie y paralelo El montaje de la praacutectica estaacute compuesto por dos sub-circuitos activados mediante un conmutador El primer sub-circuito corresponde a 3 portalaacutemparas en paralelo El segundo sub-circuito lo forman 2 portalaacutemparas en serie En ambos circuito mediremos tensiones e intensidades Inicialmente el circuito no tiene ninguna bombilla en los portalaacutemparas Esquema
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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Actividades de un circuito simple 1- Si ponemos una laacutempara de 40W en el portalaacutemparas H1 y dejamos el conmutador en la posicioacuten del dibujo iquestQueacute tensioacuten mediremos en el portalaacutemparas H1 iquestQueacute corriente mediremos en el amperiacutemetro 2- Cambiamos el conmutador de posicioacuten iquestQueacute tensioacuten mediremos en el portalaacutemparas H1 iquestQueacute corriente mediremos en el amperiacutemetro 3- Cambiamos la laacutempara de 40W por una de 60W iquestQueacute tensioacuten mediremos en el portalaacutemparas H1 iquestQueacute corriente mediremos en el amperiacutemetro 4- Cambiamos la laacutempara de 60W por una de 25W iquestQueacute tensioacuten mediremos en el portalaacutemparas H1 iquestQueacute corriente mediremos en el amperiacutemetro 5- iquestQueacute bombilla luciraacute con mayor intensidad la de mayor potencia o la de menor potencia iquestY cuaacutel consume maacutes corriente 6- iquestQueacute pasaraacute si quitamos el amperiacutemetro iquestY si lo sustituimos el amperiacutemetro por un voltiacutemetro 7- Calcula mediante la ley de Ohm la resistencia en caliente de cada bombilla iquestCuaacutel ofrece maacutes resistencia al paso de la corriente 8- Mide ahora con el ohmioacutemetro la resistencia de cada una de las bombillas en friacuteo 9- Razona por queacute difiere la resistencia calculada en el punto 6 con la resistencia medida
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Actividades de un circuito paralelo 10- Volvemos a colocar el amperiacutemetro en vez del voltiacutemetro Colocamos una bombilla de 40W en H1 de 60W en H2 y de25 en H3 iquestQueacute laacutempara tendraacute mayor tensioacuten en sus extremos iquestCuaacutento valdraacute 11- iquestQueacute intensidad consumiraacute cada una de las laacutemparas iquestY las tres juntas 12- Calcula la resistencia que ofrecen las tres laacutemparas juntas mediante la ley de Ohm y mediante la suma de resistencias en paralelo Compaacuteralas 13- iquestPuede ser mayor la resistencia total que la resistencia interna de las laacutemparas 14- iquestQueacute laacutempara consume maacutes potencia de las tres iquestCuaacutenta potencia estaacuten consumiendo las tres laacutemparas juntas 15- iquestQueacute ocurre si desconectamos la laacutempara de 25 W del circuito iquestPueden funcionar las otras laacutemparas sin que funcione H3 iquestCuaacutento mediraacute el amperiacutemetro 16- iquestQueacute ocurriraacute si cortocircuitamos el portalaacutemparas H2
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Actividades de un circuito serie 17- Quitamos las laacutemparas de los portalaacutemparas en pararelo Colocamos en H4 la laacutempara de 40W y en H5 la de 60W Cambiamos de posicioacuten el conmutador iquestQueacute laacutempara luciraacute con mayor intensidad 18- iquestQueacute laacutempara tendraacute mayor tensioacuten en sus extremos Medimos ahora la tensioacuten de cada laacutempara y la intensidad del amperiacutemetro VH1= VH2= I= 19- La corriente medida por el amperiacutemetro seraacute mayor o menor que si tuvieacuteramos un circuito simple con soacutelo una de las laacutemparas iquestPor queacute 20- iquestQueacute ocurriraacute si cortocircuitamos la laacutempara H4 21- iquestQueacute ocurriraacute si desconectamos la laacutempara H5 22- iquestQueacute resistencia interna tiene cada laacutempara iquestPor queacute difiere este valor con el obtenido en el punto13 23- Cambiamos la laacutempara H4 de 40W por una de 25W iquestCuaacutel luciraacute con maacutes intensidad la de 25W o la de 60W iquestQueacute laacutempara tendraacute mayor tensioacuten en sus extremos
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CUESTIONES TEMA 2 CIRCUITOS DE CORRIENTE CONTINUA Haz una redaccioacuten de al menos 100 palabras con cada uno de los siguientes temas 1- El circuito eleacutectrico y sus elementos La resistencia la resistividad y la ley de Ohm 2- Potencia y energiacutea eleacutectrica Facturacioacuten de la electricidad El efecto Joule 3- Medida de las magnitudes eleacutectricas Instrumentos de medida 4- Acoplamiento serie y paralelo Leyes de Kirchoff para el anaacutelisis de circuitos eleacutectricos
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FORMULARIO TEMA 2 CIRCUITOS DE CORRIENTE CONTINUA
RIV sdot= IVP sdot= RIP sdot= 2 R
VP
2
=
S
lR sdot= ρ ( )[ ]201ordm20 minussdot+sdot= TRR α
t
EP = RIPJolue sdot= 2 tRIEJoule sdotsdot= 2
SERIE PARALELO
321 ==== IIII eq 321 +++= IIII eq
321 +++= VVVVeq 321 ==== VVVVeq
321 +++= PPPPeq 321 +++= PPPPeq
321 +++= RRRReq
1111
321
+++
=
RRR
Req
Leyes de Kirchoff 1ordf ley sum = 0I
2ordf ley sum = 0V
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II10 LEYES DE KIRCHOFF
Hasta ahora hemos considerado circuitos con soacutelo un generador y varias resistencias Pero hay circuitos maacutes complicados en los que se asocian varios generadores con varias resistencias Para resolver estos circuitos utilizaremos unas reglas sencillas propuestas por GR Kirchoff Conceptos previos - Nudo Es cualquier punto del circuito donde confluyen tres o maacutes conductores - Rama Es cualquier parte del circuito comprendida entro dos nudos adyacentes - Malla Es cualquier camino cerrado que pueda ser recorrido sin pasar maacutes de una vez por el mismo punto Leyes de Kirchoff 1ordf ley La suma de las intensidades que concurren en cualquier nudo es nula
sum = 0I
2ordf ley La suma de las caiacutedas de tensioacuten de todos los elementos de una malla es nula
sum = 0V
Para aplicar esta segunda ley primero asignamos un sentido de circulacioacuten arbitrario a cada rama Despueacutes comenzando de un punto cualquiera de una malla la recorremos en su totalidad sumando todas sus tensiones parciales y la igualamos a cero Para lo cual seguiremos el siguiente criterio de signos - La tensioacuten de cualquier generador (su fem) es positiva si lo recorremos del polo negativo al positivo y viceversa - La tensioacuten de cualquier resistencia (IR) es negativa si la recorremos en el mismo sentido que hemos asignado previamente a la intensidad y viceversa Aplicando las leyes de Kirchhoff obtendremos un sistema de ecuaciones resoluble Sin embargo el nuacutemero de ecuaciones obtenidas suele ser mayor que el nuacutemero de incoacutegnitas del sistema Asiacute empezaremos eliminando las ecuaciones de nudos redundantes (por ser combinacioacuten lineal de las otras) y luego eliminaremos ecuaciones de malla hasta igualar el nuacutemero de ecuaciones con el de incoacutegnitas Y ahora soacutelo queda resolver el sistema de ecuaciones
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Ejercicio 1 Aplica la primera ley de Kirchhoff para obtener la corriente que
circula por el siguiente circuito
Ejercicio 2 Identifica todos los nudos ramas y mallas del siguiente circuito
Ejercicio 3 Aplica las leyes de Kirchhoff para obtener las intensidades de
cada rama del circuito anterior
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EJERCICIOS II10 Leyes de kirchoff Alumno Grupo
1- Calcula la intensidad que recorre el circuito Indica su sentido
2- Calcula la intensidad si cada pila es de 5V (hay 3 pilas en serie)
3- Calcula la intensidad de cada una de las ramas del circuito
4- Calcula la intensidad de cada una de las ramas del circuito
5- Plantea las ecuaciones de Kirchhoff (no hace falta resolverlas)
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PRAacuteCTICA II1 SERIE Y PARALELO
El objeto de esta praacutectica es observar aplicar y comprobar los conceptos de tensioacuten resistencia corriente y potencia en los circuitos simples serie y paralelo El montaje de la praacutectica estaacute compuesto por dos sub-circuitos activados mediante un conmutador El primer sub-circuito corresponde a 3 portalaacutemparas en paralelo El segundo sub-circuito lo forman 2 portalaacutemparas en serie En ambos circuito mediremos tensiones e intensidades Inicialmente el circuito no tiene ninguna bombilla en los portalaacutemparas Esquema
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Actividades de un circuito simple 1- Si ponemos una laacutempara de 40W en el portalaacutemparas H1 y dejamos el conmutador en la posicioacuten del dibujo iquestQueacute tensioacuten mediremos en el portalaacutemparas H1 iquestQueacute corriente mediremos en el amperiacutemetro 2- Cambiamos el conmutador de posicioacuten iquestQueacute tensioacuten mediremos en el portalaacutemparas H1 iquestQueacute corriente mediremos en el amperiacutemetro 3- Cambiamos la laacutempara de 40W por una de 60W iquestQueacute tensioacuten mediremos en el portalaacutemparas H1 iquestQueacute corriente mediremos en el amperiacutemetro 4- Cambiamos la laacutempara de 60W por una de 25W iquestQueacute tensioacuten mediremos en el portalaacutemparas H1 iquestQueacute corriente mediremos en el amperiacutemetro 5- iquestQueacute bombilla luciraacute con mayor intensidad la de mayor potencia o la de menor potencia iquestY cuaacutel consume maacutes corriente 6- iquestQueacute pasaraacute si quitamos el amperiacutemetro iquestY si lo sustituimos el amperiacutemetro por un voltiacutemetro 7- Calcula mediante la ley de Ohm la resistencia en caliente de cada bombilla iquestCuaacutel ofrece maacutes resistencia al paso de la corriente 8- Mide ahora con el ohmioacutemetro la resistencia de cada una de las bombillas en friacuteo 9- Razona por queacute difiere la resistencia calculada en el punto 6 con la resistencia medida
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Actividades de un circuito paralelo 10- Volvemos a colocar el amperiacutemetro en vez del voltiacutemetro Colocamos una bombilla de 40W en H1 de 60W en H2 y de25 en H3 iquestQueacute laacutempara tendraacute mayor tensioacuten en sus extremos iquestCuaacutento valdraacute 11- iquestQueacute intensidad consumiraacute cada una de las laacutemparas iquestY las tres juntas 12- Calcula la resistencia que ofrecen las tres laacutemparas juntas mediante la ley de Ohm y mediante la suma de resistencias en paralelo Compaacuteralas 13- iquestPuede ser mayor la resistencia total que la resistencia interna de las laacutemparas 14- iquestQueacute laacutempara consume maacutes potencia de las tres iquestCuaacutenta potencia estaacuten consumiendo las tres laacutemparas juntas 15- iquestQueacute ocurre si desconectamos la laacutempara de 25 W del circuito iquestPueden funcionar las otras laacutemparas sin que funcione H3 iquestCuaacutento mediraacute el amperiacutemetro 16- iquestQueacute ocurriraacute si cortocircuitamos el portalaacutemparas H2
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Actividades de un circuito serie 17- Quitamos las laacutemparas de los portalaacutemparas en pararelo Colocamos en H4 la laacutempara de 40W y en H5 la de 60W Cambiamos de posicioacuten el conmutador iquestQueacute laacutempara luciraacute con mayor intensidad 18- iquestQueacute laacutempara tendraacute mayor tensioacuten en sus extremos Medimos ahora la tensioacuten de cada laacutempara y la intensidad del amperiacutemetro VH1= VH2= I= 19- La corriente medida por el amperiacutemetro seraacute mayor o menor que si tuvieacuteramos un circuito simple con soacutelo una de las laacutemparas iquestPor queacute 20- iquestQueacute ocurriraacute si cortocircuitamos la laacutempara H4 21- iquestQueacute ocurriraacute si desconectamos la laacutempara H5 22- iquestQueacute resistencia interna tiene cada laacutempara iquestPor queacute difiere este valor con el obtenido en el punto13 23- Cambiamos la laacutempara H4 de 40W por una de 25W iquestCuaacutel luciraacute con maacutes intensidad la de 25W o la de 60W iquestQueacute laacutempara tendraacute mayor tensioacuten en sus extremos
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CUESTIONES TEMA 2 CIRCUITOS DE CORRIENTE CONTINUA Haz una redaccioacuten de al menos 100 palabras con cada uno de los siguientes temas 1- El circuito eleacutectrico y sus elementos La resistencia la resistividad y la ley de Ohm 2- Potencia y energiacutea eleacutectrica Facturacioacuten de la electricidad El efecto Joule 3- Medida de las magnitudes eleacutectricas Instrumentos de medida 4- Acoplamiento serie y paralelo Leyes de Kirchoff para el anaacutelisis de circuitos eleacutectricos
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FORMULARIO TEMA 2 CIRCUITOS DE CORRIENTE CONTINUA
RIV sdot= IVP sdot= RIP sdot= 2 R
VP
2
=
S
lR sdot= ρ ( )[ ]201ordm20 minussdot+sdot= TRR α
t
EP = RIPJolue sdot= 2 tRIEJoule sdotsdot= 2
SERIE PARALELO
321 ==== IIII eq 321 +++= IIII eq
321 +++= VVVVeq 321 ==== VVVVeq
321 +++= PPPPeq 321 +++= PPPPeq
321 +++= RRRReq
1111
321
+++
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RRR
Req
Leyes de Kirchoff 1ordf ley sum = 0I
2ordf ley sum = 0V
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Ejercicio 1 Aplica la primera ley de Kirchhoff para obtener la corriente que
circula por el siguiente circuito
Ejercicio 2 Identifica todos los nudos ramas y mallas del siguiente circuito
Ejercicio 3 Aplica las leyes de Kirchhoff para obtener las intensidades de
cada rama del circuito anterior
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EJERCICIOS II10 Leyes de kirchoff Alumno Grupo
1- Calcula la intensidad que recorre el circuito Indica su sentido
2- Calcula la intensidad si cada pila es de 5V (hay 3 pilas en serie)
3- Calcula la intensidad de cada una de las ramas del circuito
4- Calcula la intensidad de cada una de las ramas del circuito
5- Plantea las ecuaciones de Kirchhoff (no hace falta resolverlas)
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PRAacuteCTICA II1 SERIE Y PARALELO
El objeto de esta praacutectica es observar aplicar y comprobar los conceptos de tensioacuten resistencia corriente y potencia en los circuitos simples serie y paralelo El montaje de la praacutectica estaacute compuesto por dos sub-circuitos activados mediante un conmutador El primer sub-circuito corresponde a 3 portalaacutemparas en paralelo El segundo sub-circuito lo forman 2 portalaacutemparas en serie En ambos circuito mediremos tensiones e intensidades Inicialmente el circuito no tiene ninguna bombilla en los portalaacutemparas Esquema
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Actividades de un circuito simple 1- Si ponemos una laacutempara de 40W en el portalaacutemparas H1 y dejamos el conmutador en la posicioacuten del dibujo iquestQueacute tensioacuten mediremos en el portalaacutemparas H1 iquestQueacute corriente mediremos en el amperiacutemetro 2- Cambiamos el conmutador de posicioacuten iquestQueacute tensioacuten mediremos en el portalaacutemparas H1 iquestQueacute corriente mediremos en el amperiacutemetro 3- Cambiamos la laacutempara de 40W por una de 60W iquestQueacute tensioacuten mediremos en el portalaacutemparas H1 iquestQueacute corriente mediremos en el amperiacutemetro 4- Cambiamos la laacutempara de 60W por una de 25W iquestQueacute tensioacuten mediremos en el portalaacutemparas H1 iquestQueacute corriente mediremos en el amperiacutemetro 5- iquestQueacute bombilla luciraacute con mayor intensidad la de mayor potencia o la de menor potencia iquestY cuaacutel consume maacutes corriente 6- iquestQueacute pasaraacute si quitamos el amperiacutemetro iquestY si lo sustituimos el amperiacutemetro por un voltiacutemetro 7- Calcula mediante la ley de Ohm la resistencia en caliente de cada bombilla iquestCuaacutel ofrece maacutes resistencia al paso de la corriente 8- Mide ahora con el ohmioacutemetro la resistencia de cada una de las bombillas en friacuteo 9- Razona por queacute difiere la resistencia calculada en el punto 6 con la resistencia medida
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Actividades de un circuito paralelo 10- Volvemos a colocar el amperiacutemetro en vez del voltiacutemetro Colocamos una bombilla de 40W en H1 de 60W en H2 y de25 en H3 iquestQueacute laacutempara tendraacute mayor tensioacuten en sus extremos iquestCuaacutento valdraacute 11- iquestQueacute intensidad consumiraacute cada una de las laacutemparas iquestY las tres juntas 12- Calcula la resistencia que ofrecen las tres laacutemparas juntas mediante la ley de Ohm y mediante la suma de resistencias en paralelo Compaacuteralas 13- iquestPuede ser mayor la resistencia total que la resistencia interna de las laacutemparas 14- iquestQueacute laacutempara consume maacutes potencia de las tres iquestCuaacutenta potencia estaacuten consumiendo las tres laacutemparas juntas 15- iquestQueacute ocurre si desconectamos la laacutempara de 25 W del circuito iquestPueden funcionar las otras laacutemparas sin que funcione H3 iquestCuaacutento mediraacute el amperiacutemetro 16- iquestQueacute ocurriraacute si cortocircuitamos el portalaacutemparas H2
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Actividades de un circuito serie 17- Quitamos las laacutemparas de los portalaacutemparas en pararelo Colocamos en H4 la laacutempara de 40W y en H5 la de 60W Cambiamos de posicioacuten el conmutador iquestQueacute laacutempara luciraacute con mayor intensidad 18- iquestQueacute laacutempara tendraacute mayor tensioacuten en sus extremos Medimos ahora la tensioacuten de cada laacutempara y la intensidad del amperiacutemetro VH1= VH2= I= 19- La corriente medida por el amperiacutemetro seraacute mayor o menor que si tuvieacuteramos un circuito simple con soacutelo una de las laacutemparas iquestPor queacute 20- iquestQueacute ocurriraacute si cortocircuitamos la laacutempara H4 21- iquestQueacute ocurriraacute si desconectamos la laacutempara H5 22- iquestQueacute resistencia interna tiene cada laacutempara iquestPor queacute difiere este valor con el obtenido en el punto13 23- Cambiamos la laacutempara H4 de 40W por una de 25W iquestCuaacutel luciraacute con maacutes intensidad la de 25W o la de 60W iquestQueacute laacutempara tendraacute mayor tensioacuten en sus extremos
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CUESTIONES TEMA 2 CIRCUITOS DE CORRIENTE CONTINUA Haz una redaccioacuten de al menos 100 palabras con cada uno de los siguientes temas 1- El circuito eleacutectrico y sus elementos La resistencia la resistividad y la ley de Ohm 2- Potencia y energiacutea eleacutectrica Facturacioacuten de la electricidad El efecto Joule 3- Medida de las magnitudes eleacutectricas Instrumentos de medida 4- Acoplamiento serie y paralelo Leyes de Kirchoff para el anaacutelisis de circuitos eleacutectricos
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FORMULARIO TEMA 2 CIRCUITOS DE CORRIENTE CONTINUA
RIV sdot= IVP sdot= RIP sdot= 2 R
VP
2
=
S
lR sdot= ρ ( )[ ]201ordm20 minussdot+sdot= TRR α
t
EP = RIPJolue sdot= 2 tRIEJoule sdotsdot= 2
SERIE PARALELO
321 ==== IIII eq 321 +++= IIII eq
321 +++= VVVVeq 321 ==== VVVVeq
321 +++= PPPPeq 321 +++= PPPPeq
321 +++= RRRReq
1111
321
+++
=
RRR
Req
Leyes de Kirchoff 1ordf ley sum = 0I
2ordf ley sum = 0V
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EJERCICIOS II10 Leyes de kirchoff Alumno Grupo
1- Calcula la intensidad que recorre el circuito Indica su sentido
2- Calcula la intensidad si cada pila es de 5V (hay 3 pilas en serie)
3- Calcula la intensidad de cada una de las ramas del circuito
4- Calcula la intensidad de cada una de las ramas del circuito
5- Plantea las ecuaciones de Kirchhoff (no hace falta resolverlas)
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PRAacuteCTICA II1 SERIE Y PARALELO
El objeto de esta praacutectica es observar aplicar y comprobar los conceptos de tensioacuten resistencia corriente y potencia en los circuitos simples serie y paralelo El montaje de la praacutectica estaacute compuesto por dos sub-circuitos activados mediante un conmutador El primer sub-circuito corresponde a 3 portalaacutemparas en paralelo El segundo sub-circuito lo forman 2 portalaacutemparas en serie En ambos circuito mediremos tensiones e intensidades Inicialmente el circuito no tiene ninguna bombilla en los portalaacutemparas Esquema
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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Actividades de un circuito simple 1- Si ponemos una laacutempara de 40W en el portalaacutemparas H1 y dejamos el conmutador en la posicioacuten del dibujo iquestQueacute tensioacuten mediremos en el portalaacutemparas H1 iquestQueacute corriente mediremos en el amperiacutemetro 2- Cambiamos el conmutador de posicioacuten iquestQueacute tensioacuten mediremos en el portalaacutemparas H1 iquestQueacute corriente mediremos en el amperiacutemetro 3- Cambiamos la laacutempara de 40W por una de 60W iquestQueacute tensioacuten mediremos en el portalaacutemparas H1 iquestQueacute corriente mediremos en el amperiacutemetro 4- Cambiamos la laacutempara de 60W por una de 25W iquestQueacute tensioacuten mediremos en el portalaacutemparas H1 iquestQueacute corriente mediremos en el amperiacutemetro 5- iquestQueacute bombilla luciraacute con mayor intensidad la de mayor potencia o la de menor potencia iquestY cuaacutel consume maacutes corriente 6- iquestQueacute pasaraacute si quitamos el amperiacutemetro iquestY si lo sustituimos el amperiacutemetro por un voltiacutemetro 7- Calcula mediante la ley de Ohm la resistencia en caliente de cada bombilla iquestCuaacutel ofrece maacutes resistencia al paso de la corriente 8- Mide ahora con el ohmioacutemetro la resistencia de cada una de las bombillas en friacuteo 9- Razona por queacute difiere la resistencia calculada en el punto 6 con la resistencia medida
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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Actividades de un circuito paralelo 10- Volvemos a colocar el amperiacutemetro en vez del voltiacutemetro Colocamos una bombilla de 40W en H1 de 60W en H2 y de25 en H3 iquestQueacute laacutempara tendraacute mayor tensioacuten en sus extremos iquestCuaacutento valdraacute 11- iquestQueacute intensidad consumiraacute cada una de las laacutemparas iquestY las tres juntas 12- Calcula la resistencia que ofrecen las tres laacutemparas juntas mediante la ley de Ohm y mediante la suma de resistencias en paralelo Compaacuteralas 13- iquestPuede ser mayor la resistencia total que la resistencia interna de las laacutemparas 14- iquestQueacute laacutempara consume maacutes potencia de las tres iquestCuaacutenta potencia estaacuten consumiendo las tres laacutemparas juntas 15- iquestQueacute ocurre si desconectamos la laacutempara de 25 W del circuito iquestPueden funcionar las otras laacutemparas sin que funcione H3 iquestCuaacutento mediraacute el amperiacutemetro 16- iquestQueacute ocurriraacute si cortocircuitamos el portalaacutemparas H2
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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Actividades de un circuito serie 17- Quitamos las laacutemparas de los portalaacutemparas en pararelo Colocamos en H4 la laacutempara de 40W y en H5 la de 60W Cambiamos de posicioacuten el conmutador iquestQueacute laacutempara luciraacute con mayor intensidad 18- iquestQueacute laacutempara tendraacute mayor tensioacuten en sus extremos Medimos ahora la tensioacuten de cada laacutempara y la intensidad del amperiacutemetro VH1= VH2= I= 19- La corriente medida por el amperiacutemetro seraacute mayor o menor que si tuvieacuteramos un circuito simple con soacutelo una de las laacutemparas iquestPor queacute 20- iquestQueacute ocurriraacute si cortocircuitamos la laacutempara H4 21- iquestQueacute ocurriraacute si desconectamos la laacutempara H5 22- iquestQueacute resistencia interna tiene cada laacutempara iquestPor queacute difiere este valor con el obtenido en el punto13 23- Cambiamos la laacutempara H4 de 40W por una de 25W iquestCuaacutel luciraacute con maacutes intensidad la de 25W o la de 60W iquestQueacute laacutempara tendraacute mayor tensioacuten en sus extremos
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CUESTIONES TEMA 2 CIRCUITOS DE CORRIENTE CONTINUA Haz una redaccioacuten de al menos 100 palabras con cada uno de los siguientes temas 1- El circuito eleacutectrico y sus elementos La resistencia la resistividad y la ley de Ohm 2- Potencia y energiacutea eleacutectrica Facturacioacuten de la electricidad El efecto Joule 3- Medida de las magnitudes eleacutectricas Instrumentos de medida 4- Acoplamiento serie y paralelo Leyes de Kirchoff para el anaacutelisis de circuitos eleacutectricos
Electrotecnia Tema 2 Circuitos de corriente continua
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FORMULARIO TEMA 2 CIRCUITOS DE CORRIENTE CONTINUA
RIV sdot= IVP sdot= RIP sdot= 2 R
VP
2
=
S
lR sdot= ρ ( )[ ]201ordm20 minussdot+sdot= TRR α
t
EP = RIPJolue sdot= 2 tRIEJoule sdotsdot= 2
SERIE PARALELO
321 ==== IIII eq 321 +++= IIII eq
321 +++= VVVVeq 321 ==== VVVVeq
321 +++= PPPPeq 321 +++= PPPPeq
321 +++= RRRReq
1111
321
+++
=
RRR
Req
Leyes de Kirchoff 1ordf ley sum = 0I
2ordf ley sum = 0V
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PRAacuteCTICA II1 SERIE Y PARALELO
El objeto de esta praacutectica es observar aplicar y comprobar los conceptos de tensioacuten resistencia corriente y potencia en los circuitos simples serie y paralelo El montaje de la praacutectica estaacute compuesto por dos sub-circuitos activados mediante un conmutador El primer sub-circuito corresponde a 3 portalaacutemparas en paralelo El segundo sub-circuito lo forman 2 portalaacutemparas en serie En ambos circuito mediremos tensiones e intensidades Inicialmente el circuito no tiene ninguna bombilla en los portalaacutemparas Esquema
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Actividades de un circuito simple 1- Si ponemos una laacutempara de 40W en el portalaacutemparas H1 y dejamos el conmutador en la posicioacuten del dibujo iquestQueacute tensioacuten mediremos en el portalaacutemparas H1 iquestQueacute corriente mediremos en el amperiacutemetro 2- Cambiamos el conmutador de posicioacuten iquestQueacute tensioacuten mediremos en el portalaacutemparas H1 iquestQueacute corriente mediremos en el amperiacutemetro 3- Cambiamos la laacutempara de 40W por una de 60W iquestQueacute tensioacuten mediremos en el portalaacutemparas H1 iquestQueacute corriente mediremos en el amperiacutemetro 4- Cambiamos la laacutempara de 60W por una de 25W iquestQueacute tensioacuten mediremos en el portalaacutemparas H1 iquestQueacute corriente mediremos en el amperiacutemetro 5- iquestQueacute bombilla luciraacute con mayor intensidad la de mayor potencia o la de menor potencia iquestY cuaacutel consume maacutes corriente 6- iquestQueacute pasaraacute si quitamos el amperiacutemetro iquestY si lo sustituimos el amperiacutemetro por un voltiacutemetro 7- Calcula mediante la ley de Ohm la resistencia en caliente de cada bombilla iquestCuaacutel ofrece maacutes resistencia al paso de la corriente 8- Mide ahora con el ohmioacutemetro la resistencia de cada una de las bombillas en friacuteo 9- Razona por queacute difiere la resistencia calculada en el punto 6 con la resistencia medida
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Actividades de un circuito paralelo 10- Volvemos a colocar el amperiacutemetro en vez del voltiacutemetro Colocamos una bombilla de 40W en H1 de 60W en H2 y de25 en H3 iquestQueacute laacutempara tendraacute mayor tensioacuten en sus extremos iquestCuaacutento valdraacute 11- iquestQueacute intensidad consumiraacute cada una de las laacutemparas iquestY las tres juntas 12- Calcula la resistencia que ofrecen las tres laacutemparas juntas mediante la ley de Ohm y mediante la suma de resistencias en paralelo Compaacuteralas 13- iquestPuede ser mayor la resistencia total que la resistencia interna de las laacutemparas 14- iquestQueacute laacutempara consume maacutes potencia de las tres iquestCuaacutenta potencia estaacuten consumiendo las tres laacutemparas juntas 15- iquestQueacute ocurre si desconectamos la laacutempara de 25 W del circuito iquestPueden funcionar las otras laacutemparas sin que funcione H3 iquestCuaacutento mediraacute el amperiacutemetro 16- iquestQueacute ocurriraacute si cortocircuitamos el portalaacutemparas H2
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Actividades de un circuito serie 17- Quitamos las laacutemparas de los portalaacutemparas en pararelo Colocamos en H4 la laacutempara de 40W y en H5 la de 60W Cambiamos de posicioacuten el conmutador iquestQueacute laacutempara luciraacute con mayor intensidad 18- iquestQueacute laacutempara tendraacute mayor tensioacuten en sus extremos Medimos ahora la tensioacuten de cada laacutempara y la intensidad del amperiacutemetro VH1= VH2= I= 19- La corriente medida por el amperiacutemetro seraacute mayor o menor que si tuvieacuteramos un circuito simple con soacutelo una de las laacutemparas iquestPor queacute 20- iquestQueacute ocurriraacute si cortocircuitamos la laacutempara H4 21- iquestQueacute ocurriraacute si desconectamos la laacutempara H5 22- iquestQueacute resistencia interna tiene cada laacutempara iquestPor queacute difiere este valor con el obtenido en el punto13 23- Cambiamos la laacutempara H4 de 40W por una de 25W iquestCuaacutel luciraacute con maacutes intensidad la de 25W o la de 60W iquestQueacute laacutempara tendraacute mayor tensioacuten en sus extremos
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CUESTIONES TEMA 2 CIRCUITOS DE CORRIENTE CONTINUA Haz una redaccioacuten de al menos 100 palabras con cada uno de los siguientes temas 1- El circuito eleacutectrico y sus elementos La resistencia la resistividad y la ley de Ohm 2- Potencia y energiacutea eleacutectrica Facturacioacuten de la electricidad El efecto Joule 3- Medida de las magnitudes eleacutectricas Instrumentos de medida 4- Acoplamiento serie y paralelo Leyes de Kirchoff para el anaacutelisis de circuitos eleacutectricos
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FORMULARIO TEMA 2 CIRCUITOS DE CORRIENTE CONTINUA
RIV sdot= IVP sdot= RIP sdot= 2 R
VP
2
=
S
lR sdot= ρ ( )[ ]201ordm20 minussdot+sdot= TRR α
t
EP = RIPJolue sdot= 2 tRIEJoule sdotsdot= 2
SERIE PARALELO
321 ==== IIII eq 321 +++= IIII eq
321 +++= VVVVeq 321 ==== VVVVeq
321 +++= PPPPeq 321 +++= PPPPeq
321 +++= RRRReq
1111
321
+++
=
RRR
Req
Leyes de Kirchoff 1ordf ley sum = 0I
2ordf ley sum = 0V
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Actividades de un circuito simple 1- Si ponemos una laacutempara de 40W en el portalaacutemparas H1 y dejamos el conmutador en la posicioacuten del dibujo iquestQueacute tensioacuten mediremos en el portalaacutemparas H1 iquestQueacute corriente mediremos en el amperiacutemetro 2- Cambiamos el conmutador de posicioacuten iquestQueacute tensioacuten mediremos en el portalaacutemparas H1 iquestQueacute corriente mediremos en el amperiacutemetro 3- Cambiamos la laacutempara de 40W por una de 60W iquestQueacute tensioacuten mediremos en el portalaacutemparas H1 iquestQueacute corriente mediremos en el amperiacutemetro 4- Cambiamos la laacutempara de 60W por una de 25W iquestQueacute tensioacuten mediremos en el portalaacutemparas H1 iquestQueacute corriente mediremos en el amperiacutemetro 5- iquestQueacute bombilla luciraacute con mayor intensidad la de mayor potencia o la de menor potencia iquestY cuaacutel consume maacutes corriente 6- iquestQueacute pasaraacute si quitamos el amperiacutemetro iquestY si lo sustituimos el amperiacutemetro por un voltiacutemetro 7- Calcula mediante la ley de Ohm la resistencia en caliente de cada bombilla iquestCuaacutel ofrece maacutes resistencia al paso de la corriente 8- Mide ahora con el ohmioacutemetro la resistencia de cada una de las bombillas en friacuteo 9- Razona por queacute difiere la resistencia calculada en el punto 6 con la resistencia medida
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Actividades de un circuito paralelo 10- Volvemos a colocar el amperiacutemetro en vez del voltiacutemetro Colocamos una bombilla de 40W en H1 de 60W en H2 y de25 en H3 iquestQueacute laacutempara tendraacute mayor tensioacuten en sus extremos iquestCuaacutento valdraacute 11- iquestQueacute intensidad consumiraacute cada una de las laacutemparas iquestY las tres juntas 12- Calcula la resistencia que ofrecen las tres laacutemparas juntas mediante la ley de Ohm y mediante la suma de resistencias en paralelo Compaacuteralas 13- iquestPuede ser mayor la resistencia total que la resistencia interna de las laacutemparas 14- iquestQueacute laacutempara consume maacutes potencia de las tres iquestCuaacutenta potencia estaacuten consumiendo las tres laacutemparas juntas 15- iquestQueacute ocurre si desconectamos la laacutempara de 25 W del circuito iquestPueden funcionar las otras laacutemparas sin que funcione H3 iquestCuaacutento mediraacute el amperiacutemetro 16- iquestQueacute ocurriraacute si cortocircuitamos el portalaacutemparas H2
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Actividades de un circuito serie 17- Quitamos las laacutemparas de los portalaacutemparas en pararelo Colocamos en H4 la laacutempara de 40W y en H5 la de 60W Cambiamos de posicioacuten el conmutador iquestQueacute laacutempara luciraacute con mayor intensidad 18- iquestQueacute laacutempara tendraacute mayor tensioacuten en sus extremos Medimos ahora la tensioacuten de cada laacutempara y la intensidad del amperiacutemetro VH1= VH2= I= 19- La corriente medida por el amperiacutemetro seraacute mayor o menor que si tuvieacuteramos un circuito simple con soacutelo una de las laacutemparas iquestPor queacute 20- iquestQueacute ocurriraacute si cortocircuitamos la laacutempara H4 21- iquestQueacute ocurriraacute si desconectamos la laacutempara H5 22- iquestQueacute resistencia interna tiene cada laacutempara iquestPor queacute difiere este valor con el obtenido en el punto13 23- Cambiamos la laacutempara H4 de 40W por una de 25W iquestCuaacutel luciraacute con maacutes intensidad la de 25W o la de 60W iquestQueacute laacutempara tendraacute mayor tensioacuten en sus extremos
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CUESTIONES TEMA 2 CIRCUITOS DE CORRIENTE CONTINUA Haz una redaccioacuten de al menos 100 palabras con cada uno de los siguientes temas 1- El circuito eleacutectrico y sus elementos La resistencia la resistividad y la ley de Ohm 2- Potencia y energiacutea eleacutectrica Facturacioacuten de la electricidad El efecto Joule 3- Medida de las magnitudes eleacutectricas Instrumentos de medida 4- Acoplamiento serie y paralelo Leyes de Kirchoff para el anaacutelisis de circuitos eleacutectricos
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FORMULARIO TEMA 2 CIRCUITOS DE CORRIENTE CONTINUA
RIV sdot= IVP sdot= RIP sdot= 2 R
VP
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S
lR sdot= ρ ( )[ ]201ordm20 minussdot+sdot= TRR α
t
EP = RIPJolue sdot= 2 tRIEJoule sdotsdot= 2
SERIE PARALELO
321 ==== IIII eq 321 +++= IIII eq
321 +++= VVVVeq 321 ==== VVVVeq
321 +++= PPPPeq 321 +++= PPPPeq
321 +++= RRRReq
1111
321
+++
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RRR
Req
Leyes de Kirchoff 1ordf ley sum = 0I
2ordf ley sum = 0V
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Actividades de un circuito paralelo 10- Volvemos a colocar el amperiacutemetro en vez del voltiacutemetro Colocamos una bombilla de 40W en H1 de 60W en H2 y de25 en H3 iquestQueacute laacutempara tendraacute mayor tensioacuten en sus extremos iquestCuaacutento valdraacute 11- iquestQueacute intensidad consumiraacute cada una de las laacutemparas iquestY las tres juntas 12- Calcula la resistencia que ofrecen las tres laacutemparas juntas mediante la ley de Ohm y mediante la suma de resistencias en paralelo Compaacuteralas 13- iquestPuede ser mayor la resistencia total que la resistencia interna de las laacutemparas 14- iquestQueacute laacutempara consume maacutes potencia de las tres iquestCuaacutenta potencia estaacuten consumiendo las tres laacutemparas juntas 15- iquestQueacute ocurre si desconectamos la laacutempara de 25 W del circuito iquestPueden funcionar las otras laacutemparas sin que funcione H3 iquestCuaacutento mediraacute el amperiacutemetro 16- iquestQueacute ocurriraacute si cortocircuitamos el portalaacutemparas H2
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Actividades de un circuito serie 17- Quitamos las laacutemparas de los portalaacutemparas en pararelo Colocamos en H4 la laacutempara de 40W y en H5 la de 60W Cambiamos de posicioacuten el conmutador iquestQueacute laacutempara luciraacute con mayor intensidad 18- iquestQueacute laacutempara tendraacute mayor tensioacuten en sus extremos Medimos ahora la tensioacuten de cada laacutempara y la intensidad del amperiacutemetro VH1= VH2= I= 19- La corriente medida por el amperiacutemetro seraacute mayor o menor que si tuvieacuteramos un circuito simple con soacutelo una de las laacutemparas iquestPor queacute 20- iquestQueacute ocurriraacute si cortocircuitamos la laacutempara H4 21- iquestQueacute ocurriraacute si desconectamos la laacutempara H5 22- iquestQueacute resistencia interna tiene cada laacutempara iquestPor queacute difiere este valor con el obtenido en el punto13 23- Cambiamos la laacutempara H4 de 40W por una de 25W iquestCuaacutel luciraacute con maacutes intensidad la de 25W o la de 60W iquestQueacute laacutempara tendraacute mayor tensioacuten en sus extremos
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CUESTIONES TEMA 2 CIRCUITOS DE CORRIENTE CONTINUA Haz una redaccioacuten de al menos 100 palabras con cada uno de los siguientes temas 1- El circuito eleacutectrico y sus elementos La resistencia la resistividad y la ley de Ohm 2- Potencia y energiacutea eleacutectrica Facturacioacuten de la electricidad El efecto Joule 3- Medida de las magnitudes eleacutectricas Instrumentos de medida 4- Acoplamiento serie y paralelo Leyes de Kirchoff para el anaacutelisis de circuitos eleacutectricos
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FORMULARIO TEMA 2 CIRCUITOS DE CORRIENTE CONTINUA
RIV sdot= IVP sdot= RIP sdot= 2 R
VP
2
=
S
lR sdot= ρ ( )[ ]201ordm20 minussdot+sdot= TRR α
t
EP = RIPJolue sdot= 2 tRIEJoule sdotsdot= 2
SERIE PARALELO
321 ==== IIII eq 321 +++= IIII eq
321 +++= VVVVeq 321 ==== VVVVeq
321 +++= PPPPeq 321 +++= PPPPeq
321 +++= RRRReq
1111
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RRR
Req
Leyes de Kirchoff 1ordf ley sum = 0I
2ordf ley sum = 0V
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Actividades de un circuito serie 17- Quitamos las laacutemparas de los portalaacutemparas en pararelo Colocamos en H4 la laacutempara de 40W y en H5 la de 60W Cambiamos de posicioacuten el conmutador iquestQueacute laacutempara luciraacute con mayor intensidad 18- iquestQueacute laacutempara tendraacute mayor tensioacuten en sus extremos Medimos ahora la tensioacuten de cada laacutempara y la intensidad del amperiacutemetro VH1= VH2= I= 19- La corriente medida por el amperiacutemetro seraacute mayor o menor que si tuvieacuteramos un circuito simple con soacutelo una de las laacutemparas iquestPor queacute 20- iquestQueacute ocurriraacute si cortocircuitamos la laacutempara H4 21- iquestQueacute ocurriraacute si desconectamos la laacutempara H5 22- iquestQueacute resistencia interna tiene cada laacutempara iquestPor queacute difiere este valor con el obtenido en el punto13 23- Cambiamos la laacutempara H4 de 40W por una de 25W iquestCuaacutel luciraacute con maacutes intensidad la de 25W o la de 60W iquestQueacute laacutempara tendraacute mayor tensioacuten en sus extremos
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CUESTIONES TEMA 2 CIRCUITOS DE CORRIENTE CONTINUA Haz una redaccioacuten de al menos 100 palabras con cada uno de los siguientes temas 1- El circuito eleacutectrico y sus elementos La resistencia la resistividad y la ley de Ohm 2- Potencia y energiacutea eleacutectrica Facturacioacuten de la electricidad El efecto Joule 3- Medida de las magnitudes eleacutectricas Instrumentos de medida 4- Acoplamiento serie y paralelo Leyes de Kirchoff para el anaacutelisis de circuitos eleacutectricos
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FORMULARIO TEMA 2 CIRCUITOS DE CORRIENTE CONTINUA
RIV sdot= IVP sdot= RIP sdot= 2 R
VP
2
=
S
lR sdot= ρ ( )[ ]201ordm20 minussdot+sdot= TRR α
t
EP = RIPJolue sdot= 2 tRIEJoule sdotsdot= 2
SERIE PARALELO
321 ==== IIII eq 321 +++= IIII eq
321 +++= VVVVeq 321 ==== VVVVeq
321 +++= PPPPeq 321 +++= PPPPeq
321 +++= RRRReq
1111
321
+++
=
RRR
Req
Leyes de Kirchoff 1ordf ley sum = 0I
2ordf ley sum = 0V
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CUESTIONES TEMA 2 CIRCUITOS DE CORRIENTE CONTINUA Haz una redaccioacuten de al menos 100 palabras con cada uno de los siguientes temas 1- El circuito eleacutectrico y sus elementos La resistencia la resistividad y la ley de Ohm 2- Potencia y energiacutea eleacutectrica Facturacioacuten de la electricidad El efecto Joule 3- Medida de las magnitudes eleacutectricas Instrumentos de medida 4- Acoplamiento serie y paralelo Leyes de Kirchoff para el anaacutelisis de circuitos eleacutectricos
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FORMULARIO TEMA 2 CIRCUITOS DE CORRIENTE CONTINUA
RIV sdot= IVP sdot= RIP sdot= 2 R
VP
2
=
S
lR sdot= ρ ( )[ ]201ordm20 minussdot+sdot= TRR α
t
EP = RIPJolue sdot= 2 tRIEJoule sdotsdot= 2
SERIE PARALELO
321 ==== IIII eq 321 +++= IIII eq
321 +++= VVVVeq 321 ==== VVVVeq
321 +++= PPPPeq 321 +++= PPPPeq
321 +++= RRRReq
1111
321
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RRR
Req
Leyes de Kirchoff 1ordf ley sum = 0I
2ordf ley sum = 0V
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