Problemas Resuelto De Corriente Continua

ATREVETE A CREERLE A DIOS... Historia de Gedeón ( Jueces 6:10-16) A). Sin importar circunstancia atrévete creer… Jueces 6:16 “ ¿cómo voy a salvar a Israel? Mi clan es el más débil de la tribu de Manasés, y yo soy el más insignificante de mi familia.” B). Aunque encuentres oposición atrévete a creer “ en todo esto somos más que vencedores por medio de aquel que nos amó”.(Rom.8:37) C) . Tendrás éxito cuando alcances el propósito de DIOS para ti . Atrévete a creer.. Jueces 8:23 “ Gobierna sobre nosotros, y después de ti, tu hijo y tu nieto; porque nos has librado del poder de los madianitas. Pero Gedeón les dijo: — Yo no los gobernaré, ni tampoco mi hijo. Sólo el Señor los gobernará “

1.7 CIRCUITOS ELECTRICOS, LEY DE KIRCHHOFF. ELEMENTO DE UN CIRCUITO ELECTRICO. DEFINICION: Es el conjunto de elementos indispensables para establecer y mantener una corriente eléctrica con su correspondiente utilización. Consta de: el G enerador, los R eceptores, los C onductores y Elementos de maniobra.

1.7 CIRCUITOS ELECTRICOS ECUACIONES: ECUACIONES: I = I 1 + I 2 +In….. V = V 1 = V 2 =Vn….. 1 Rn 1 Rt 1 R 1 1 R 2 = + + I = I 1 = I 2 =In….. V = V 1 + V 2 +Vn….. R = R 1 + R 2 +Rn…..

LEY DE KIRCHHOFF. Las leyes (o Lemas) de Kirchhoff fueron formuladas por Gustav Robert Kirchhoff en 1845, mientras aún era estudiante, estas son la Ley de los nodos o ley de corrientes y la Ley de las "mallas" o ley de tensiones. Son muy utilizadas en ingeniería eléctrica para obtener los valores de intensidad de corriente y potencial en cada punto de un circuito eléctrico. Surgen de la aplicación de la ley de conservación de la energía. 1ª Ley de Kirchhoff o ley de mallas A lo largo de una malla, la suma de fuerzas electromotrices es igual a la suma de las diferencias de potencial producidas en las resistencias. Obsérvese que esta ley no es sino la ley de Ohm generalizada. Σ V = Σ (I. R) 2ª Ley de Kirchhoff o ley de nudos En un nudo, la suma de las corrientes que entran es igual a las de que salen, o bien, la suma algebraica de corrientes en un nudo es nula. Σ I entran = Σ I salen A la malla I: - 3 + 5 = I1 x 1 + I1 x 2 + I1 x 5 - I3 x 3 2 = I1 x 8 - I3 x 3 (ecuación 1) A la malla II : (observa que al no haber generadores Σ V = 0) 0 = I2 x 2 + I2 x 4 + I2 x 1 + I3 x 3 0 = I2 x 7 + I3 x 3 (ecuación 2) Aplicamos la 2ª ley de Kirchoff a uno de los dos nudos: Σ I entran = Σ I salen Por ejemplo al nudo B: I1 + I3 = I2 (ecuación 3) Resolviendo el sistema formado por las tres ecuaciones llegamos a la solución: I1=20/101=0,198A. I2=6/101=0,0594A. I3 = -14/101 = - 0,138 A. El signo negativo de I3 quiere decir que, en realidad, dicha corriente tiene sentido contrario al que hemos supuesto y dibujado en nuestra figura

EJERCICIOS RESUELTOS. Análisis de circuitos por el método de las mallas. 1) Asignar una corriente de malla a cada trayectoria cerrada independiente en el sentido de las manecillas del reloj 2) El número de ecuaciones necesarias es igual al número de trayectorias cerradas independientes escogidas. La columna 1 de cada ecuación se forma sumando los valores de resistencia de los resistores por los que pasa la corriente de malla que interesa y multiplicando el resultado por esa corriente de malla. EJEMPLO: A la malla I: V= IXR - 3 + 5 = I 1 x 1 + I 1 x 2 + I 1 x 5 - I3 x 3 2 = I1 x 8 - I3 x 3 (ecuación 1) A la malla II : (observa que al no haber generadores Σ V = 0) 0 = I2 x 2 + I2 x 4 + I2 x 1 + I3 x 3 0 = I2 x 7 + I3 x 3 (ecuación 2)

EJERCICIOS RESUELTOS. Análisis de circuitos por el método de las mallas. 3. Debemos considerar los términos mutuos, se restan siempre de la primera columna. Es posible tener más de un término mutuo si la corriente de malla que interesa tiene un elemento en común con más de otra corriente de malla. Cada término es el producto del resistor mutuo y la otra corriente de malla que pasa por el mismo elemento. A la malla I: - 3 + 5 = I1 x 1 + I1 x 2 + I1 x 5 - I3 x 3 2 = I1 x 8 - I3 x 3 (ecuación 1) A la malla II : (observa que al no haber generadores Σ V = 0) 0 = I2 x 2 + I2 x 4 + I2 x 1 + I3 x 3 0 = I2 x 7 + I3 x 3 (ecuación 2) 4. La columna situada a la derecha del signo igual es la suma algebraica de las fuentes de tensión por las que pasa la corriente de malla que interesa. Se asignan signos positivos a las fuentes de fuerza electromotriz que tienen una polaridad tal que la corriente de malla pase de la terminal negativa a la positiva. Se atribuye un signo negativo a los potenciales para los que la polaridad es inversa.

EJERCICIOS RESUELTOS. Análisis de circuitos por el método de las mallas. Aplicamos la 2ª ley de Kirchoff a uno de los dos nudos: Σ I entran = Σ I salen Por ejemplo al nudo B: I 1 + I 3 = I 2 (ecuación 3) Resolviendo el sistema formado por las tres ecuaciones llegamos a la solución: I 1 =20/101=0,198A. I 2 =6/101=0,0594A. I 3 = -14/101 = - 0,138 A. El signo negativo de I 3 quiere decir que, en realidad, dicha corriente tiene sentido contrario al que hemos supuesto y dibujado en nuestra figura SISTEMA ECUACIONES 2 = I 1 x 8 - I 3 x 3 (ecuación 1) 0 = I2 x 7 + I3 x 3 (ecuación 2) I 1 + I 3 = I 2 (ecuación 3)

EJERCICIOS RESUELTOS. PROBLEMAS DE RESISTIVIDAD 1) Calcular la cantidad de calor que desprende un conductor de resistividad 1,5x10 -8 ohm.m de 60 m de longitud y sección transversal 1,5mm 2 cuando esta sometido a una diferencia de potencial de 120V durante ¼ . de hora. La cantidad de calor Q viene dada por la ecuación: Q (calorías) = 0,24 . I 2 (ampere) . R.t (ohm) La resistencia la calculamos por medio de la ec. 02 De donde obtenemos que R= 0,6 ohm (2) (1) La intensidad I la obtenemos por la ley de ohm ec.03 (3) Sustituyendo los valores eso es: I= 200A Por lo tanto sustituyendo en la ec. 01 Da como resultado: Q=5184kcal Q (calorías) = 0,24 . (200) 2 (ampere) . (0.6) (ohm)x 900s Se utiliza el tiempo por la unidad de energía que implica el joule. De no conocerse el tiempo se asume la unidad cal/s R = V (voltios) I (ampere)

EJERCICIOS RESUELTOS. 2) Las indicaciones de una plancha son 500W y 250V. Calcular con esos datos a)la resistencia eléctrica, b) la intensidad de corriente al instalarla en una red 220V c) la potencia que consume en una red de 220V., d) los kw-h tomados a la red durante un mes (30) días si la plancha funciona por términos medios de 4 horas diarias. POTENCIA ELECTRICA Y LEY DE OHM Resultado : a) 125 ohm; b) 1,76 A ; c) 387,2 W; d) 46,5 kw-h Respuesta (a): P (vatios) = I (ampere) . V (voltios) (500) ( vatios) = I (ampere) . (250) (voltios) I R = 2 A P (vatios) = I 2 (ampere) . R (ohm) 500 W = (2 A ) 2 . R (ohm) R = 125 ohm Respuesta (b): I c = 1,76 A Respuesta (c): P (vatios) = I (ampere) . V (voltios) P = 1,76 A . 220V P = 387,2w Respuesta (d): Total de hr= 30x4= 120 hr Total de potencia consumida= 387,2x120= 46464w-h P = 46,5 kw-h R = V (voltios) I (ampere) 125ohm = 220 v I (ampere)

EJERCICIOS PROPUESTOS En los extremos de una resistencia de 10 ohm se establece una diferencia de potencial de 30 V. calcular : a) la intensidad de corriente en la resistencia b) calor desprendido en cada minuto c) la potencia eléctrica que se suministra a la resistencia. R: a) 3 A b) 1296 Cal c) 90 W 2) Un horno eléctrico esta conectado a una diferencia de potencial de 110 v, desprendiendo en 120s 5800 calorías, calcular el area que debe tener el alambre que constituye su resistencia, de resistividad 5x10 -6 y longitud 2m. R: 0,16mm 2 3) Un calentador posee una resistencia de 15 ohm y cuando se enciende durante 2 minutos consume 28 Kilocalorías. Calcular la diferencia de potencial a la que esta sometido y la energía en KW-h que consume en 4 horas. R: 120,8V ; 3,89KW-h

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