Circuitos electricos

EJERCICIOS RESUELTOS DE: ANÁLISIS DE CIRCUITOS I (Parte 1)

ELABORADO POR:

RICARDO DOMÍNGUEZ GARCÍA IET 701

ACADEMIA DE MATEMÁTICAS ESCUELA DE INGENIERÍA EN COMPUTACIÓN Y ELECTRÓNICA UNIVERSIDAD DE LA SALLE BAJIO

1.-LEY DE OHM: VOLTAJE, CORRIENTE Y RESISTENCIA La ley de Ohm expresa la relación que existe entre voltaje (V), la corriente (I) y la resistencia (R) en un circuito eléctricode DC. Estableciendo la fórmula V=R*I. Dichas relaciones establecen que: Si se eleva V, aumentará I. Si se reduce V, disminuirá I. Si se aumenta R, disminuirá I. Si se reduce R, aumentará I. Ejercicio 1.1 De acuerdo al circuito, ¿cuánta corriente produciría un voltaje aplicado de 10 volts a través de una resistencia de 5 ohms?
1

V1 10 V
2

5Ω

Solución: Paso 1: Como la incógnita es lacorriente, despejamos I V I= R Paso 2: Sustituimos los valores conocidos en la ecuación y obtenemos I. V 10volts I= = = 2amperes R 5ohms

Ejercicio 1.2 De acuerdo al diagrama, ¿cuál es la resistencia que, si se le aplica un voltaje de 60 volts, produciría una corriente de 3 amperes?
1

V1 60 V
2

?

Solución Paso 1: Como la incógnita es la resistencia, despejamos R V R= I

Paso 2:Sustituimos los valores conocidos en la ecuación y obtenemos R. V 60volts R= = = 10ohms I 6amperes Ejercicio 1.3 Si el foco del circuito del diagrama tiene una resistencia de 100 ohms y una corriente de 1 ampere, ¿cuál será el voltaje producido por la fuente?
1

?
2

100 Ω

Solución: Paso 1: Como la incógnita en este caso es el voltaje, despejamos V. V = RI Paso 2: Sustituimos los valoresconocidos en la ecuación y obtenemos I. V = RI = 100ohms * 1ampere = 100Volts

2.-CIRCUITOS EN SERIE 2.1 RESISTENCIAS EN SERIE Un circuito en serie está formado por un conjunto de cargas o resistencias por las cuales fluye la corriente total de la fuente en una sola trayectoria y no hay divisiones entre estas cargas, por lo que la corriente es la misma en cualquier punto. Para calcular ya sea lacorriente o el voltaje en un circuito con cargas en serie, primero se suman todas las cargas o resistencias para formar una resistencia total o equivalente y a partir de ahí calcular las demás variables mediante la ley de ohm. Por lo tanto la resistencia total de un circuito serie se calcula de la siguiente forma: Rtotal=R1+R2+R3+R4+R5+…Rn Ejercicio 2.1.1

Calcular la corriente total que circula enel siguiente circuito con cargas en serie, considerando que la fuente es de 90 volts.

10 Ω V1 90 V

5Ω

3

2Ω
5 4

6

20 Ω

8Ω

Solución: Paso 1: primero sumamos todas las resistencias para obtener la equivalente Rtotal = 10Ω + 5Ω + 2Ω + 8Ω + 20Ω Rtotal = 45Ω Paso 2: ahora como la incógnita es la corriente, despejamos I de la ecuación de la ley de Ohm y sustituimos. V I= R 90V90V I= = = 2amperes Rtotal 45Ω 2.2 FUENTES DE DC EN SERIE Las fuente de voltaje también pueden colocarse en serie, por lo tanto el voltaje total en un circuito donde existen dos o más fuentes en serie es la suma de los voltajes individuales de cada fuente. Cuando las polaridades de las fuentes se encuentran hacia la misma dirección, su voltaje se suma, cuando sus polaridades se encuentran endirecciones opuestas, se restan. Ejercicio 2.2.1 Para el siguiente circuito, calcular la corriente aportada por las dos fuentes en serie.
2

V1 12 V
1

R1 1.0kΩ

V2 5V
3

Solución: Paso 1: Primero debemos obtener el voltaje total del circuito, por lo cual debemos sumar o restar las fuentes de voltajes. Por la disposición de las fuentes de dc podemos deducir que se están sumando ya que suspolaridades apuntan hacia la misma dirección (la parte positiva apunta hacia arriba, y la negativa hacia abajo). Otra forma de saberlo es observando la parte donde se unen las dos fuentes, si tienen polaridades distintas en la union, se suman, si son polaridades iguales, se restan. Por lo tanto, se suman:
Vtotal = 12V + 5V Vtotal = 17V

Paso 2: Una vez obtenido el voltaje total, podemos...