CIRCUITOS ELÉCTRICOS EJERCICIOS RESUELTOS PDF
APRENDIZAJES ESPERADOS
☛ Identificar los elementos necesarios para la construcción de un circuito eléctrico
☛ Explicar coherentemente el comportamiento de la corriente eléctrica, en el recorrido del circuito eléctrico.
☛ Conocer las leyes que gobiernan todos los circuitos eléctricos.
Si nos ponemos a analizar el funcionamiento de varios aparatos eléctricos, tales como una tostadora, un hervidor o un televisor notaremos que en todos ellos la corriente ingresa por uno de los extremos del alambre unido al equipo y sale por el otro.
El camino seguido por la corriente eléctrica y la fuente de energía forman un camino cerrado denominado circuito eléctrico.
Los aparatos electrónicos como el televisor, la computadora y otros tienen cientos de circuitos eléctricos que hacen que la carga eléctrica produzca efectos y transformaciones, tales como el sonido de la radio o las imágenes en la pantalla de un televisor: así el hombre dominando las leyes de los circuitos eléctricos ha podido darle usos muy versátiles a la energía que tiene la corriente eléctrica.
¿QUÉ ES UN CIRCUITO ELÉCTRICO?
Un circuito eléctrico es el recorrido o conjunto de recorridos cerrados que sigue la corriente eléctrica formando una o varias corrientes eléctricas.
Los circuitos pueden estar constituidos por diversos componentes eléctricos, como resistores, condensadores, bobinas eléctricas y otros.
El circuito más simple consta de una fuente de energía eléctrica y un resistor eléctrico.
El sentido real de la corriente eléctrica indica que debe fluir del polo negativo al polo positivo, pero convencionalmente el sentido que debemos utilizar es el opuesto.
PREGUNTA 1 :
Un voltímetro ideal se ha instalado entre a y b. ¿Cuál es su lectura?
A) 30 V
B) 50 V
C) 15 V
D) 45 V
E) 60 V
RESOLUCIÓN :
Rpta. : "A"
PREGUNTA 2 :
Si el amperímetro ideal registra 0,2 A, determine el voltaje de la fuente ideal.
A) 4,5 V
B) 2,0 V
C) 2,4 V
D) 3,8 V
E) 3,2 V
RESOLUCIÓN :
Rpta. : "E"
PREGUNTA 3 :
Un voltímetro ideal se ha instalado entre a y b. Determine su lectura.
A) 12 V
B) 18 V
C) 16 V
D) 20 V
E) 10 V
Rpta. : "B"
PREGUNTA 4 :
La fuerza electromotriz de una batería a es de 12V y sus terminales están conectados a una resistencia de 5,8Ω. La diferencia de potencial entre los bornes de la batería es de 11,6V. Calcule la resistencia interna de la batería en Ω.
A) 0,1
B) 0,2
C) 0,3
D) 0,4
E) 0,5
RESOLUCIÓN :
Rpta. : "C"
PREGUNTA 5 :
En el circuito mostrado el voltímetro ideal indica 2 V. Determine el valor de la resistencia R.
A) 9 Ω
B) 6 Ω
C) 4 Ω
D) 3 Ω
E) 5 Ω
Rpta. : "B"
FUENTES DE ENERGÍA ELÉCTRICA
Son aquellos dispositivos que se emplean para convertir alguna forma de energía en energía eléctrica.
Toda fuente de energía eléctrica continua tiene dos zonas bien definidas denominadas polos o bornes, llamando polo positivo (+) al de mayor potencial y polo negativo (–) al de menor potencial eléctrico.
Las pilas o baterías nos proporcionan una diferencia de potencial eléctrico, gracias a la cual podemos establecer corriente eléctrica que recorrerán un circuito, al cual denominaremos circuito eléctrico.
MEDIDORES ELÉCTRICOS
Son instrumentos que se utilizan para la medición de algunas magnitudes relacionadas con la electricidad. Para nuestro estudio, de los circuitos eléctricos, describiremos al voltímetro y al amperímetro.
AMPERÍMETRO
Dispositivo que se utiliza para medir la intensidad de corriente que circula por una resistencia, consta de una pequeña resistencia que el caso ideal es igual a cero. Se instala siempre en serie.
Un amperímetro es un instrumento utilizado para medir la intensidad de la corriente eléctrica que pasa a través de un conductor.
Los amperímetros se conectan en serie con el elemento al cual se desea medir la corriente.
Un amperímetro es ideal cuando su resistencia eléctrica “resistencia interna” es bien pequeña comparada con el circuito externo, osea un amperímetro ideal se comporta como un alambre sin resistencia.
VOLTÍMETRO
Se utiliza para medir la diferencia de potencial o voltaje que se produce en una resistencia. Consta de una resistencia de valor muy alto que en el caso ideal es igual a infinito, lo que indica que por un voltímetro ideal no circula corriente eléctrica. Se instala siempre en paralelo con la resistencia.
Un voltímetro es un instrumento utilizado para medir la diferencia de potencial (o voltaje) entre dos puntos de un circuito.
Los voltímetros se conectan en paralelo con el elemento de quien se desea conocer su diferencia de potencial.
Un voltímetro es ideal cuando su resistencia eléctrica “resistencia interna” es grande comparada con el elemento a medir; por lo tanto se comporta como circuito abierto, es decir que por él no pasa corriente eléctrica.
REGLAS DE KIRCHOOF
Las conexiones en serie o en paralelo de los resistores en la forma más sencilla de asociarlos; en las instalaciones eléctricas domiciliarias, por ejemplo, todos los aparatos están conectados en paralelo, en cambio en los circuitos electrónicos las conexiones son mucho más complejas.
El presente capítulo nos permitirá conocer la forma más general de analizar un circuito eléctrico independientemente de su complejidad.
Las leyes de los circuitos eléctricos están basadas en dos leyes más generales: la ley de conservación de la carga eléctrica y la ley de conservación de la energía.
Las leyes de los circuitos eléctricos son conocidas también como las leyes de Kirchoff.
PRIMERA LEY KIRCHOF
Basada en la ley de conservación de la carga eléctrica; establece que la suma de intensidades de las corrientes que llegan a un nudo es igual a la suma de las intensidades de las corrientes que salen de él.
SEGUNDA LEY KIRCHOF
Basada en la ley de conservación de la energía; establece que en todo recorrido cerrado para la corriente eléctrica, la suma de diferencia de potencial es cero.
TRABAJO Y POTENCIA DE LA CORRIENTE
En el circuito eléctrico se produce una serie de transformaciones de energía. Los portadores de carga se mueven debido a un campo eléctrico, es decir el campo eléctrico realiza trabajo sobre los portadores de carga. Este trabajo se suele llamar trabajo de la corriente.
De acuerdo a la ley de conservación de energía, este trabajo debe ser igual a la variación de la energía del tramo del circuito considerado, por eso la energía desprendida en el tramo del circuito durante el tiempo ∆t es igual al trabajo de la corriente.
Si en el tramo del circuito no se realiza trabajo, ni la corriente efectúa acciones químicas, sólo tiene lugar al calentamiento del conductor, el conductor caliente disipa energía al medio que lo rodea o como se suele decir disipa calor (Q).
La ley que determina la cantidad de calor que desprende un conductor con corriente la establecieron empíricamente, los científicos J.P. Joule (Inglés) y E. Clenz (ruso).
LA LEY DE JOULE
Lenz fue enunciada como sigue:
la cantidad de calor que desprende un conductor con corriente es igual al producto del cuadrado de la intensidad de la corriente por la resistencia del conductor y por el tiempo.
POTENCIA ELÉCTRICA (P)
Todo aparato eléctrico, sea una lámpara, un motor eléctrico u otro cualquiera, está diseñado para consumir una energía determinada en la unidad de tiempo.
Por eso, además del trabajo de la corriente tiene gran importancia el concepto de potencia de la corriente.
El cual se determina como la razón del trabajo realizado por la corriente durante un tiempo “t”.