Desarrollo de ejercicios circuitos mixtos final
- 1. CIRCUITOS MIXTOS “Desarrollo Guía 4_Electrónica_Terceros Años”
- 2. EJERCICIO 1 a)CORRIENTE (I1,I2,I3) b)RESISTENCIA TOTAL c)POTENCIA EN R1 d)VOLTAJE EN R1 Y R2. Calcule teóricamente el siguiente circuito mixto, obtenga los siguientes parámetros.
- 3. DEBEMOS OBTENER UN CIRCUITO DE UNA SOLA FUENTE CON UN RESISTOR, PARA ELLO: PASO 1 Primer paso, es resolver el circuito Paralelo, conformado por R2 y R4 𝑹 𝑨 = 𝑹 𝟐 𝒙 𝑹 𝟒 𝑹 𝟐+ 𝑹 𝟒 = 𝟑𝑲𝜴 𝒙 𝟓𝑲𝜴 𝟑𝑲𝜴 + 𝟓𝑲𝜴 = 𝟏, 𝟖𝟖𝑲𝜴
- 4. PASO 2 El circuito quedará reducido de tal forma, por lo que ahora procedemos a sumar estas dos resistencias. 𝑹 𝟏 + 𝑹 𝑨 = 𝟔𝑲𝜴 + 𝟏, 𝟖𝟖𝑲𝜴 = 𝟕, 𝟖𝟖𝑲𝜴 Por lo tanto, nuestra Resistencia Total, RT = 7,88𝐾𝛺
- 5. PASO 3 A continuación calcularemos la corriente total del circuito, de esta forma estaremos determinado la primera corriente que entra al NODO, es también llamada, I1 o IT Para ello aplicamos ley de ohm 𝑪𝒐𝒓𝒓𝒊𝒆𝒏𝒕𝒆 = 𝑽𝒐𝒍𝒕𝒂𝒋𝒆 𝑹𝒆𝒔𝒊𝒔𝒕𝒆𝒏𝒄𝒊𝒂 𝑰𝒕 = 𝑽𝒕 𝑹𝒕 𝑰𝒕 = 𝟏𝟎𝑽 𝟕, 𝟖𝟖𝑲𝜴 = 𝟏, 𝟐𝟕𝒎𝑨
- 6. YA QUE TENEMOS LA CORRIENTE IT, AHORA DEBEMOS AVERIGUAR EL VOLTAJE DEL NODO, PARA ELLO, DEBEMOS, CALCULAR LA TENSIÓN EN R1APLICANDO LEY DE OHM. PASO 4 𝑽 𝑹𝟏 = 𝑰𝒕 ∗ 𝑹 𝟏 = 𝟏, 𝟐𝟕𝒎𝑨 𝒙 𝟔𝑲𝜴 𝑽 𝑹𝟏 = 𝟕, 𝟔𝟐 𝑽 Voltaje del nodo por lo tanto sería; 𝑽 𝒏𝒐𝒅𝒐 = 𝑽𝒕 − 𝑽 𝑹𝟏 = 𝟏𝟎𝑽 − 𝟕, 𝟔𝟐𝑽 = 𝟐, 𝟑𝟖𝑽 𝑽 𝒏𝒐𝒅𝒐 = 𝑽 𝑹𝟐 = 2,38 V
- 7. PARA CALCULAR EL RESTO DE LAS CORRIENTES, NECESITAMOS SOLO EL VOLTAJE DEL NODO Y LUEGO APLICAMOS LAS FÓRMULAS APLICADAS EN LA IMAGEN. DE ESTA FORMA DETERMINARÍAMOS LAS CORRIENTES POR CADA RAMA PASO 5 𝑰𝑹𝟐 = 𝑽𝑹𝟐 𝑹𝟐 = 𝟐, 𝟑𝟖𝒗 𝟑𝒌𝜴 = 𝟎, 𝟕𝟗𝒎𝑨 Como R2 esta en paralelo a R4 ambas resistencias tienen el mismo voltaje. 𝑽 𝒏𝒐𝒅𝒐 = 𝑽 𝑹𝟐 = 𝑽 𝑹𝟒=2,38 V 𝑰𝑹𝟒 = 𝑽𝒏 𝑹𝟒 = 𝟐, 𝟑𝟖𝒗 𝟓𝒌𝜴 = 𝟎, 𝟒𝟖𝒎𝑨 𝑰𝑻 = 𝑰𝑹𝟐 + 𝑰𝑹𝟒 = 𝟎, 𝟕𝟗𝒎𝑨 + 𝟎, 𝟒𝟖𝒎𝑨 =1,27mA
- 8. FINALMENTE NOS FALTA CALCULAR LA POTENCIA EN R1, LA FORMA MÁS SIMPLE DE CALCULAR LA POTENCIA QUE CONSUME UNA RESISTIVA CONECTADA A UN CIRCUITO ELÉCTRICO ES : PASO 6 P=V x I (V x A= Watts) Por lo tanto, la Potencia en R1 es: PR1= VR1 x I1 PR1= 7,62 V x 1, 27mA PR1= 9,68mW
- 9. EJERCICIO 2 a) CORRIENTE (I1,I2,I3) b) RESISTENCIA TOTAL c) POTENCIA EN R2 d) VOLTAJE EN R1 Y R4 e) VOLTAJE DEL NODO. Calcule teóricamente el siguiente circuito mixto, obtenga los siguientes parámetros.
- 10. DEBEMOS OBTENER UN CIRCUITO DE UNA SOLA FUENTE CON UN RESISTOR, PARA ELLO: PASO 1 Primer paso, es resolver el circuito serie, conformado por R3 y R4 𝑹 𝑨 = R3 + R4 = 5 𝒌𝜴 + 6 𝒌𝜴 RA= 11 𝒌𝜴
- 11. PASO 2 A continuación tenemos en paralelo R2 y R34, por lo que procederemos a realizar el cálculo en paralelo. 𝑹 𝑩 = 𝑹 𝟐 𝒙 𝑹 𝑨 𝑹 𝟐+ 𝑹 𝑨 = 𝟒𝑲𝜴 𝒙 𝟏𝟏𝑲𝜴 𝟒𝑲𝜴 + 𝟏𝟏𝑲𝜴 = 𝟐, 𝟗𝟑𝑲𝜴
- 12. PASO 3 El circuito quedará reducido de tal forma, por lo que ahora procedemos a sumar estas dos resistencias. 𝑹 𝟏 + 𝑹 𝑩 = 𝟏𝑲𝜴 + 𝟐, 𝟗𝟑𝑲𝜴 = 𝟑, 𝟗𝟑𝑲𝜴 Por lo tanto, nuestra Resistencia Total, RT = 3,93𝐾𝛺
- 13. PASO 4 A continuación calcularemos la corriente total del circuito, de esta forma estaremos determinado la primera corriente que entra al NODO, es también llamada, I1 o IT Para ello aplicamos ley de ohm 𝑪𝒐𝒓𝒓𝒊𝒆𝒏𝒕𝒆 = 𝑽𝒐𝒍𝒕𝒂𝒋𝒆 𝑹𝒆𝒔𝒊𝒔𝒕𝒆𝒏𝒄𝒊𝒂 𝑰𝒕 = 𝑽𝒕 𝑹𝒕 𝑰𝒕 = 𝟗𝑽 𝟑, 𝟗𝟑𝑲𝜴 = 𝟐, 𝟐𝟗𝒎𝑨
- 14. YA QUE TENEMOS LA CORRIENTE IT, AHORA DEBEMOS AVERIGUAR EL VOLTAJE DEL NODO, PARA ELLO, DEBEMOS, CALCULAR LA TENSIÓN EN R1APLICANDO LEY DE OHM. PASO 5 𝑽 𝑹𝟏 = 𝑰𝒕 ∗ 𝑹 𝟏 = 𝟐, 𝟐𝟗𝒎𝑨 𝒙 𝟏𝑲𝜴 𝑽 𝑹𝟏 = 𝟐, 𝟐𝟗 𝑽 Voltaje del nodo por lo tanto sería; 𝑽 𝒏𝒐𝒅𝒐 = 𝑽𝒕 − 𝑽 𝑹𝟏 = 𝟗𝑽 − 𝟐, 𝟐𝟗𝑽 = 𝟔, 𝟕𝟏𝑽 𝑽 𝒏𝒐𝒅𝒐 = 𝑽 𝑹𝟐 = 6,71 V
- 15. PARA CALCULAR EL RESTO DE LAS CORRIENTES, NECESITAMOS SOLO EL VOLTAJE DEL NODO Y LUEGO APLICAMOS LAS FÓRMULAS APLICADAS EN LA IMAGEN. DE ESTA FORMA DETERMINARÍAMOS LAS CORRIENTES POR CADA RAMA PASO 6 𝑰𝑹𝟐 = 𝑽𝑹𝟐 𝑹𝟐 = 𝟔, 𝟕𝟏𝒗 𝟒𝒌𝜴 = 𝟏, 𝟔𝟖𝒎𝑨 Como R2 esta en paralelo a (R3 + R4) ambas resistencias tienen el mismo voltaje. 𝑽 𝒏𝒐𝒅𝒐 = 𝑽 𝑹𝟐 = 𝑽 𝑹𝟑𝟒=6,71 V 𝑰𝑹𝟑𝟒 = 𝑽𝒏 𝑹𝟑𝟒 = 𝟔, 𝟕𝟏𝒗 (𝟓𝒌𝜴 + 𝟔𝒌𝜴) = 𝟎, 𝟔𝟏𝒎𝑨 𝑰𝑻 = 𝑰𝑹𝟐 + 𝑰𝑹𝟑𝟒 = 𝟏, 𝟔𝟖𝒎𝑨 + 𝟎, 𝟔𝟏𝒎𝑨 = 2,29mA
- 16. PARA CALCULAR EL VOLTAJE DE R3 Y R4 CONSIDERAREMOS PASO 7 Como R3 Y R4 ESTAN EN SERIE ambas resistencias tienen la misma CORRIENTE. 𝑰𝑹𝟑𝟒 = 𝑽𝒏 𝑹𝟑𝟒 = 𝟔, 𝟕𝟏𝒗 (𝟓𝒌𝜴 + 𝟔𝒌𝜴) = 𝟎, 𝟔𝟏𝒎𝑨 Por lo que: VR3= IR34 x R3=𝟎, 𝟔𝟏𝒎𝑨 x 𝟓𝒌𝜴= 3,05 V VR4= IR34 x R4=𝟎, 𝟔𝟏𝒎𝑨 x 𝟔𝒌𝜴= 3,66 V Comprobando: VR34=VR3 + VR4= 6,71V
- 17. FINALMENTE NOS FALTA CALCULAR LA POTENCIA EN R2, LA FORMA MÁS SIMPLE DE CALCULAR LA POTENCIA QUE CONSUME UNA RESISTIVA CONECTADA A UN CIRCUITO ELÉCTRICO ES : PASO 8 P=V x I = (V x A= Watts) Por lo tanto, la Potencia en R2 es: PR2= VR2 x I2 PR2= 6,71 V x 1,68mA PR2= 11,27mW
- 18. EJERCICIO 3 a) CORRIENTE (I1,I2,I3) b) RESISTENCIA TOTAL c) POTENCIA EN R3 d) VOLTAJE EN R1 Y R2. e) VOLTAJE EN EL NODO. Calcule teóricamente el siguiente circuito mixto, obtenga los siguientes parámetros.
- 19. DEBEMOS OBTENER UN CIRCUITO DE UNA SOLA FUENTE CON UN RESISTOR, PARA ELLO: PASO 1 Primer paso, es resolver el circuito serie, conformado por R3 y R4 𝑹 𝑨 = R3 + R4 = 6 𝒌𝜴 + 6 𝒌𝜴 RA= 12 𝒌𝜴
- 20. PASO 2 A continuación tenemos en paralelo R2 y R34, por lo que procederemos a realizar el cálculo en paralelo. 𝑹 𝑩 = 𝑹 𝟐∗ 𝑹 𝑨 𝑹 𝟐+ 𝑹 𝑨 = 𝟓𝑲𝜴 𝒙 𝟏𝟐𝑲𝜴 𝟓𝑲𝜴 + 𝟏𝟐𝑲𝜴 = 𝟑, 𝟓𝟑𝑲𝜴
- 21. PASO 3 El circuito quedará reducido de tal forma, por lo que ahora procedemos a sumar estas dos resistencias. 𝑹𝑻 = 𝑹 𝟏 + 𝑹 𝑩 = 𝟖𝑲𝜴 + 𝟑, 𝟓𝟑𝑲𝜴 = 𝟏𝟏, 𝟓𝟑𝑲𝜴 Por lo tanto, nuestra Resistencia Total, RT = 11,53𝐾𝛺
- 22. PASO 4 A continuación calcularemos la corriente total del circuito, de esta forma estaremos determinado la primera corriente que entra al NODO, es también llamada, I1 o IT Para ello aplicamos ley de ohm 𝑪𝒐𝒓𝒓𝒊𝒆𝒏𝒕𝒆 = 𝑽𝒐𝒍𝒕𝒂𝒋𝒆 𝑹𝒆𝒔𝒊𝒔𝒕𝒆𝒏𝒄𝒊𝒂 𝑰𝒕 = 𝑽𝒕 𝑹𝒕 𝑰𝒕 = 𝟐𝟎𝑽 𝟏𝟏, 𝟓𝟑𝑲𝜴 = 𝟏, 𝟕𝟑𝒎𝑨
- 23. YA QUE TENEMOS LA CORRIENTE IT, AHORA DEBEMOS AVERIGUAR EL VOLTAJE DEL NODO, PARA ELLO, DEBEMOS, CALCULAR LA TENSIÓN EN R1APLICANDO LEY DE OHM. PASO 5 𝑽 𝑹𝟏 = 𝑰𝒕 ∗ 𝑹 𝟏 = 𝟏, 𝟕𝟑𝒎𝑨 𝒙 𝟖𝑲𝜴 𝑽 𝑹𝟏 = 𝟏𝟑, 𝟖𝟕 𝑽 Voltaje del nodo por lo tanto sería; 𝑽 𝒏𝒐𝒅𝒐 = 𝑽𝒕 − 𝑽 𝑹𝟏 = 𝟐𝟎𝑽 − 𝟏𝟑, 𝟖𝟕𝑽 = 𝟔, 𝟏𝟐𝑽 𝑽 𝒏𝒐𝒅𝒐 = 𝑽 𝑹𝟐 = 6,12 V
- 24. PARA CALCULAR EL RESTO DE LAS CORRIENTES, NECESITAMOS SOLO EL VOLTAJE DEL NODO Y LUEGO APLICAMOS LAS FÓRMULAS APLICADAS EN LA IMAGEN. DE ESTA FORMA DETERMINARÍAMOS LAS CORRIENTES POR CADA RAMA PASO 6 𝑰𝑹𝟐 = 𝑽𝑹𝟐 𝑹𝟐 = 𝟔, 𝟏𝟐𝒗 𝟓𝒌𝜴 = 𝟏, 𝟐𝟐𝒎𝑨 Como R2 esta en paralelo a (R3 + R4) ambas resistencias tienen el mismo voltaje. 𝑽 𝒏𝒐𝒅𝒐 = 𝑽 𝑹𝟐 = 𝑽 𝑹𝟑𝟒=6,12 V 𝑰𝑹𝟑𝟒 = 𝑽𝒏 𝑹𝟑𝟒 = 𝟔, 𝟏𝟐𝒗 (𝟔𝒌𝜴 + 𝟔𝒌𝜴) = 𝟎, 𝟓𝟏𝒎𝑨 𝑰𝑻 = 𝑰𝑹𝟐 + 𝑰𝑹𝟑𝟒 = 𝟏, 𝟐𝟐𝒎𝑨 + 𝟎, 𝟓𝟏𝒎𝑨 = 1,73mA
- 25. PARA CALCULAR EL VOLTAJE DE R3 Y R4 CONSIDERAREMOS PASO 7 Como R3 Y R4 ESTAN EN SERIE ambas resistencias tienen la misma CORRIENTE. 𝑰𝑹𝟑𝟒 = 𝑽𝒏 𝑹𝟑𝟒 = 𝟔, 𝟏𝟐𝒗 (𝟔𝒌𝜴 + 𝟔𝒌𝜴) = 𝟎, 𝟓𝟏𝒎𝑨 Por lo que: VR3= IR34 x R3=𝟎, 𝟓𝟏𝒎𝑨 x 6𝒌𝜴= 3,06 V VR4= IR34 x R4=𝟎, 𝟓𝟏𝒎𝑨 x 𝟔𝒌𝜴= 3,06 V Comprobando: VR34=VR3 + VR4= 3,06 + 3,06= 6,12V
- 26. FINALMENTE NOS FALTA CALCULAR LA POTENCIA EN R3, LA FORMA MÁS SIMPLE DE CALCULAR LA POTENCIA QUE CONSUME UNA RESISTIVA CONECTADA A UN CIRCUITO ELÉCTRICO ES : PASO 8 P=V x I = (V x A= Watts) Por lo tanto, la Potencia en R3 es: PR3= VR3 x IR34 PR3= 3,06 V x 0,51mA PR3= 1,56mW
- 27. EJERCICIO 1 - SIMULACIÓN a) MEDIR RESISTENCIA TOTAL b) MEDIR LAS CORRIENTE S (I1,I2,I3) c) VOLTAJE EN LA RESISTENCIA 3 d) MEDIR VOLTAJE EN EL NODO. Armar circuito y:
- 28. ES IMPORTANTE PARA COMPROBAR Y VALIDAD NUESTRO TRABAJO EN SIMULADOR, SE DEBE RESOLVER EL CIRCUITO DE MANERA TEÓRICA, PARA COMPARAR FINALMENTE LOS RESULTADOS ESPERADOS CON LOS MEDIDOS : PASO 1 Los resultados calculados con el método explicado en la primera parte de la guía son: RT = 8 kΩ I1 = 1,25 mA I2 = 833,3 µA I3 = 416,7 µA V3 = 416,7 mV Vnodo = 2,5 V
- 29. MEDICIÓN DE RT: SE UTILIZA UN OHMETRO, SE MIDE EN PARALELO Y EL CIRCUITO DEBE ESTAR DESENERGIZADO. PASO 2 El ohmetro no tiene polaridad en su conexión!!!
- 30. MEDICIÓN DE CORRIENTES: SE DEBE UTILIZAR UN AMPERIMETRO, SU CONEXIÓN ES EN SERIE Y EL SIGNO + ES POR DONDE DEBE INGRESAR LA CORRIENTE AL INSTRUMENTO PASO 3 I1 I2 I3
- 31. MEDICIÓN DE TENSIONES: SE DEBE UTILIZAR UN VOLTÍMETRO, SU CONEXIÓN ES EN PARALELO Y EL TERMINAL + SE CONECTA EN DONDE EL POTENCIAL ES MÁS POSITIVO. PASO 4 I1 I2 I3
- 32. EJERCICIO 2 - SIMULACIÓN Armar circuito y: Los resultados calculados con el método explicado en la primera parte de la guía son: RT = 8,3 kΩ I2 = 1,85 mA Vnodo = 5,55V PT = 48,19 mW
- 33. REALIZAMOS LA MEDICIÓN SEGÚN LAS INDICACIONES ANTES MENCIONADAS PARA MEDIR RT, VOLTAJES Y CORRIENTES : PASO 1
- 34. PARA MEDIR POTENCIA, DEBEMOS UTILIZAR UN WATTMETRO. BÁSICAMENTE ES UN INSTRUMENTO COMPUESTO POR UN VOLTÍMETRO Y UN AMPERÍMETRO, POR LO QUE AMBOS SE DEBEN CONECTAR SEGÚN LAS INDICACIONES DE CADA UNO. PASO 2