Análisis básico de circuitos eléctricos

Ejercicios de Ley de Ohm y Ley de Watt:

1. Calcula la intensidad que circula por la resistencia de un circuito de 100 Ω cuando está sometida a una tensión de 4 V.

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1. Calcula la intensidad que circula por una estufa eléctrica de 100 Ω de resistencia, conectada a una red eléctrica de 220 V.

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1. Se dispone de una linterna que funciona con una pila de 4,5 V. La lamparita tiene una resistencia de 30 Ω. Calcula la intensidad del circuito. Expresa el resultado en mA.

[pic 3]

1. ¿Qué resistencia tienen una plancha eléctrica que consume 1,22 A conectada a 220 V?

[pic 4]

1. En una vivienda existe una base de enchufe de 10 A. Se quiere saber la potencia máxima del electrodoméstico que se puede conectar al enchufe, teniendo en cuenta que la tensión es de 220 V.

[pic 5]

1. La potencia de una corriente eléctrica es de 3 kW. Se conecta a una red eléctrica cuya tensión es de 220V. Calcula la intensidad de corriente que circula por la cocina cuando está a pleno rendimiento.

[pic 6]

1. Si conectamos un calefactor de 220 V y medimos una intensidad de corriente en sus cables de 2A, ¿qué resistencia ofrece el calefactor al paso de la corriente?

[pic 7]

1. ¿A qué tensión estará conectado un receptor cuya resistencia es de 50 Ω y por el que pasa una corriente de intensidad 5 A?

[pic 8]

1. Según el circuito eléctrico de la siguiente figura contestar a las preguntas:

[pic 9]

1. ¿Cómo están conectadas las bombillas?

La configuración en la cual está conectado el circuito es de tipo serie.

1. ¿Qué voltaje tendrá cada bombilla?

Teniendo en cuenta que la resistividad de cada bombilla puede variar, se tendrán varios métodos para obtener la tensión en cada bombilla:

• Ley de Ohm

[pic 10]

 corresponde a la corriente total que circula por el circuito y  corresponde a la resistencia en la bombilla .[pic 11][pic 12][pic 13]

• Divisor de voltaje

[pic 14]

Con  siendo la suma de todas las resistencias presentes en el circuito serie.[pic 15]

Adicionalmente se podría incluir las leyes de Kirchoff, sin embargo para este caso considero más prácticos a los dos métodos mencionados.

1. Si la potencia de cada bombilla es de 0,36 W, ¿qué intensidad de corriente las recorre?

[pic 16]

1. ¿Cuál es la resistencia de cada una de las bombillas?

Considerando el ítem anterior se puede encontrar la resistencia en las bombillas aplicando la combinación entre la Ley de Ohm y la Ley de Watt.

[pic 17]

1. Responder las mismas 4 preguntas del ejercicio anterior, basado en el siguiente circuito (en este caso, la potencia de cada bombilla es de 0,64 W)

[pic 18]

1. ¿Cómo están conectadas las bombillas?

La configuración en la cual está conectado el circuito es de tipo serie y paralelo, por lo cual se considera que es un circuito mixto. Con esta información puedo determinar la resistencia equivalente en B3, B4, B5 y B6.

1. ¿Qué voltaje tendrá cada bombilla?

Según el enunciado el consumo de las bombillas es idéntico, por lo cual es posible inferir que la resistencia en los focos es igual.

[pic 19]

Como  [pic 20]

[pic 21]

Entonces el circuito serie que se obtiene al realizar el cálculo de la configuración en paralelo actúa de forma tal que se puede asemejar a un circuito con 3 bombillas. La corriente total circundante es calculada aplicando Ley de Ohm, así

[pic 22]

La resistencia de cada bombilla será:

[pic 23]

Con esta información ya es posible obtener los voltajes en las resistencias, para ello aplico Ley de Ohm

[pic 24]

Para las otras resistencias o bombillas aplico divisor de voltaje

[pic 25]

1. Si la potencia de cada bombilla es de 0,36 W, ¿qué intensidad de corriente las recorre?

De manera similar al ítem 2, procedo a obtener la corriente total del circuito:

[pic 26]

La resistencia de cada bombilla será:

[pic 27]

Sin embargo para las bombillas B3, B4, B5 y B6 la corriente se “reparte” entre las ramas que conforman el paralelo. Para obtener la corriente que circunda por cada rama y por ende en las bombillas B3, B4, B5 y B6 aplico la ecuación del divisor de corriente, así

[pic 28]

[pic 29]

Siendo  y  lla tensión y la corriente a la que están sometidas las bombillas, con k=1,2,…,6.[pic 30][pic 31]

1. ¿Cuál es la resistencia de cada una de las bombillas?

Para una potencia de 0.64 W en las bombillas, la resistencia de cada bombilla será:

[pic 32]

Para una potencia de 0.64 W en las bombillas, la resistencia de cada bombilla será:

[pic 33]

Ejercicios Circuito Serie, Paralelo, Mixto:

Para los siguientes circuitos calcular el voltaje, corriente y potencia en cada uno de sus elementos:

[pic 34]

• Corriente del circuito

[pic 35]

Al ser un circuito tipo serie la intensidad en todo el circuito es igual.

• Voltajes

Aplico ley de Ohm con  representando la tensión en cada resistencia[pic 36]

•   [pic 37]

•   [pic 38]

•   [pic 39]

• Potencias

Aplico ley de Watt para cada una de las resistencias con  representando la potencia disipada en cada resistencia[pic 40]

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