- Ejercicio Nº1
- Conceptos de tensión, corriente, resistencia y potencia eléctrica. Unidades.
Donde Q es carga eléctrica, V es el voltaje o tensión
eléctrica y w es el trabajo que se realiza para mover las cargas. La unidad de
tensión eléctrica es volts.
- Corriente:
La corriente o intensidad eléctrica es el flujo de carga
por unidad de tiempo que recorre un material. Se debe al movimiento de los
electrones en el interior del material. En el Sistema Internacional de Unidades
se expresa en C/s (culombios sobre segundo), unidad que se denomina amperio.
Una corriente eléctrica, puesto que se trata de un movimiento de cargas,
produce un campo magnético, un fenómeno que puede aprovecharse en el electro imán.
- Resistencia:
La resistencia eléctrica de un objeto es una medida de su
oposición al paso de corriente. Descubierta por Georg Ohm en 1827, la
resistencia eléctrica tiene un parecido conceptual a la fricción en la física
mecánica. La unidad de la resistencia en el Sistema Internacional de Unidades
es el ohmio (Ω). Para su medición en la práctica existen diversos métodos,
entre los que se encuentra el uso de un ohmímetro. Además, su cantidad
recíproca es la conductancia, medida en Siemens. La resistencia de cualquier
objeto depende únicamente de su geometría y de su resistividad, por geometría
se entiende a la longitud y el área del objeto mientras que la resistividad es
un parámetro que depende del material del objeto y de la temperatura a la cual
se encuentra sometido. Esto significa que, dada una temperatura y un material,
la resistencia es un valor que se mantendrá constante. Además, de acuerdo con
la ley de Ohm la resistencia de un material puede definirse como la razón entre
la caída de tensión y la corriente en dicha resistencia.
- Potencia Eléctrica:
Potencia es la capacidad que algún equipo o
artefacto pueda producir mediante su puesta en funcionamiento.
Potencia según los físicos, es la cantidad de trabajo
efectuado por unidad de tiempo. Esto es equivalente a la velocidad de cambio de
energía en un sistema que este' en marcha o funcionamiento.
Un ejemplo sería un dinamo de los que utilizaban nuestros
abuelos en una bicicleta, el dinamo produce una potencia de energía capaz de
encender una bombilla. Esa energía se produce con el movimiento de una de las
ruedas de la bicicleta. A mayor velocidad mayor energía producida por el
dinamo. Si corres despacio tendrías menos energía o luz. La unidad en el
Sistema Internacional de Unidades es el vatio (watt).
- Ejercicio Nº2:
- Ley de Ohm
La ley de Ohm establece que la intensidad eléctrica que circula
entre dos puntos de un circuito eléctrico es directamente proporcional a la
tensión eléctrica entre dichos puntos, existiendo una constante de
proporcionalidad entre estas dos magnitudes. Dicha constante de
proporcionalidad es la conductancia eléctrica, que es inversa a la resistencia
eléctrica.
La ecuación matemática que describe esta relación es:
- Ejercicio Nº 3:
- Leyes de Kirchoff
1) La suma de las corrientes que entran
a un nodo, es igual a la suma de las corrientes que salen.
- Ley de corrientes de Kirchhoff
Esta ley también es llamada ley de nodos o primera
ley de Kirchhoff y es común que se use la sigla LCK para
referirse a esta ley. La ley de corrientes de Kirchhoff nos dice que:
2) La suma de las caídas de tensión en un circuito
(Serie) es igual a la tensión aplicada.
Ley de tensiones de Kirchhoff
Esta ley es
llamada también Segunda ley de Kirchhoff, ley de lazos de Kirchhoff o ley
de mallas de Kirchhoff y es común que se use la sigla LVK para
referirse a esta ley.
- Ejercicio Nº4:
Calcular la resistencia total de los siguientes
circuitos:
- Ejercicio Nº5:
Resolver los siguientes circuitos, analíticamente
aplicando las leyes de Ohm y Kirchoff verificar aplicando un programa de simulación.
Cálculos Circuito 1:
Rt:
R1 +
R2
I : E/R
VR: R1. I
Rt:
10 Ω + 12Ω
I : 10V/ 22Ω
VR1: 10Ω *
0.45 A = 4.5 V
Rt:
22 Ω
I: 0.45
A
VR2: 12Ω* 0.45A = 5.4 V
P1:
0.45A² * 10Ω
I = 0.45
P1=
2.02W
VR1
= 4.5 V
P2:
0.45A² *12Ω
VR2 = 5.4V
P2: 2.43
W
PT
= 4.45W
Cálculos circuito 2:
RT:
1 % (1/R1 + 1 / R2 ) = 3.6 Ω I1
=3.3A
IT:
E/RT = 3.3
A I2
= 2A
I2:
E/R1
I3=
1.3A
I2:
2A
RT=
3.6 Ω
I3:
E/R2
I3:
1.3 A I = 0.45
P1=
2.02W VR1
= 4.5 V
P2:
0.45A² *12Ω VR2
= 5.4V
P2: 2.43
W
PT
= 4.45W
PT= P1+P2 = 4.45W
Cálculos Circuitos 3:
R23 = R2 * R3 / R2 +
R3 = 6.6 Ω VR1 = R1. I
IT = E/ R = 1.6
A VR1 = 8.64 A
I2 = E / R2 = 1.5A
I3 = E/ R3 = 0.75A
P1 = I²* R1 = 8.29
W VP= R23 * I
P2= I² * R2 = 9.2
W VP = 6.33 V
P3= I² * R3 = 18.4 W
PT= 35.89 W- Ejercicio Nº6:
A partir de los datos de los fabricantes, determinar cuál
debe ser la potencia de una fuente de alimentación para una CPU con
microprocesador Intel I5, 4GB de memoria RAM, placa de vídeo 1GB, HDD 1Tera
7200 RPM, grabadora de CD-DVD.
Respuesta:
Se puede llegar a
la conclusión que la potencia mínima
debe ser de 500W de alimentación para que pueda funcionar en un equipo con esas
características.
