Trabajo colaborativo 1 Fisica Electronica UNAD.

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Tomado de http://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_Ohm

Puesto que en el circuito 2 las resistencia tienen una configuración serie, la resistencia total es igual a la suma de todas las resistencias conectadas, esto es RT = R? + R?.

Para lograr la menor corriente posible que circule por el circuito 2 y de acuerdo a la ley de Ohm, RT debe ser tan grande como sea igualmente posible. En este caso R1 y R2 son las más grandes y determinarán el mayor sumando.

RT = R1 + R2 = 10000 Ω + 22000 Ω = 32000 Ω → 32K Ω

Sin embargo, comprobaremos las demás configuraciones para aclarar el concepto

- RT = R1 + R3 → 10000 Ω + 4700 Ω = 14700 Ω

- RT = R2 + R3 → 22000 Ω + 4700 Ω = 26400 Ω

- Realice los cálculos para corriente, voltaje y potencia en cada uno de los elementos.

Conociendo los valores de V y RT usaremos la ley de Ohm para la corriente:

I = V / RT → 15 V / 32000 Ω = 0,000469 → 469 uA

Ahora determinaremos las caídas de voltaje en cada resistencia:

Gustav Kirchoff determinó dos leyes acerca de la corriente y el voltaje que permiten conocer la forma en cómo se comportan estas magnitudes en un circuito eléctrico. Ambas leyes hablan acerca de la conservación de la energía.

Para éste ejercicio utilizaremos la segunda ley.

“En una malla (recorrido de la corriente sin pasar por un mismo punto) la suma de todas de todas las caídas de voltaje es igual al voltaje que alimenta el circuito.”

VT = V1 + V2 + V3 +…+ Vn

Para este caso: 15 V = VR1 + VR2

Donde VR1 = ICircuito + R1 = 0,000469 A * 10000 Ω = 4,69 V

Para VR2 = V – VR1 = 15 V – 4,69 V = 10,31 V

Para hallar la potencia en cada resistor y total utilizaremos la fórmula P = I * V

PR1 = 0,000469 A * 4,69 V = 2,2 mW

PR2 = 0,000469 A * 10,31 V= 4,84 mW

PT = 0,000469 A * 15 V = PR1 + PR2 = 7,04 mW

- Explique la razón por la cual no eligió la resistencia sobrante

R3 es la resistencia de las adquiridas de menor valor, y dada las condiciones del ejercicio en el que la corriente debe ser la mínima posible en un circuito configurado en serie, RT debe ser muy alta puesto que por ley de Ohm la corriente es afectada inversamente por la resistencia a su paso.

Circuito paralelo

- De las resistencias adquiridas ¿Cuáles debo elegir de modo que se consuma la mayor corriente posible en el siguiente circuito?

[pic 22] Circuito 3

Como se ha explicado en puntos anteriores, la ley de Ohm determina una relación inversa entre la corriente y un coeficiente llamado resistencia. Por lo anterior, para lograr la mayor corriente circulando por el circuito 3 la resistencia total debe ser la menor posible de todas las combinaciones.

Puesto que se trata de un circuito en paralelo, la inversa RT está determinada por la suma de las inversas de las resistencias. Esto es:

[pic 23]

[pic 24]

[pic 25]

Para R1 y R2

- RT = (10000 Ω * 22000 Ω) / (10000 Ω + 22000 Ω) = 6875 Ω → 6K9

Para R1 y R3

- RT = (10000 Ω * 4700 Ω) / (10000 Ω + 4700 Ω) = 3197 Ω → 3K2

Para R2 y R3

- RT = (22000 Ω * 4700 Ω) / (22000 Ω + 4700 Ω) = 3873 Ω → 3K9

La menor resistencia total en una configuración en paralelo le corresponde a las combinaciones de R1 y R3 con un valor de 3197 Ω

- Realice los cálculos de corriente, voltaje y potencia en cada uno de los elementos del circuito.

Conocidos los valores de resistencia total y voltaje hallamos la corriente utilizando la ley de Ohm

I = V / R = 12 V / 3197 Ω = 3,75 mA

Para hallar la corriente que atraviesa cada resistor utilizaremos la primera ley de Kirchoff acerca de la corriente:

“En un nodo (Unión de tres o más terminales) la suma de las corrientes que entran es igual a la suma de las corrientes que salen”

Σ IEntrantes = Σ ISalientes

[pic 26]

Itotal = IR1 + IR3

3,75 mA = IR1 +IR3

Donde IR1 = V / R1= 12 V / 10000 Ω = 0,0012 A = 1,2 mA

Para IR3 = 3,75 mA – 1,2 mA = 2,55 mA

Para hallar la potencia en cada resistor y total utilizaremos la fórmula P = I * V

PR1 = 0,0012 A * 12 V = 14,4 mW

PR3 = 0,00255 A * 12 V= 30,6 mW

PT = 0,00375 A * 12 V = PR1 + PR3 = 45 mW

- Explique la razón por la cual no eligió la resistencia sobrante.

La razón por la cual no se eligió R2 es por tenía el valor más alto de todas, lo que hizo que en las diferentes combinaciones de resistencias arrojara totales que según la ley de Ohm y las condiciones del ejercicio de lograr la máxima corriente, no cumplán con las necesidades del circuito.

En particular este punto fue mucho más difícil de analizar de manera conceptual que la combinación en serie debido al uso de sumas de inversas, lo que hacía ambigua la conclusión.

Conclusiones

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