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Capítulo 28

Circuitos de corriente directa

pero está a la vez conectado a tierra y directamente a la cubierta del aparato eléctrico. Si el
alambre de corriente se pone accidentalmente en cortocircuito con la cubierta, gran parte
de la corriente sigue la trayectoria de menor resistencia del aparato a tierra como muestra
la figura 28.25b.
En la actualidad, en cocinas, baños, sótanos, y otrasáreas de riesgo en los nuevos hogares se usan tomacorrientes especiales llamados interruptores de falla a tierra (GFI). Estos
aparatos están diseñados para proteger a las personas de las descargas eléctricas al detectar
pequeñas corrientes (Ͻ 5 mA) que se fugan a tierra. (El principio de su funcionamiento
está descrito en el capítulo 31.) Cuando detectan una fuga de corriente excesivamentegrande, en menos de 1 ms la corriente se desconecta.

Resumen
DEFINICIONES
La fem de una batería es igual al voltaje a través de sus terminales cuando la corriente es cero. Esto es: la fem es
equivalente al voltaje de circuito abierto de la batería.

CONCEPTOS Y PRINCIPIOS
La resistencia equivalente de un
conjunto de resistores conectados en
una combinación en serie es
R eq

R1

R2

p

R3

(28.6)

Laresistencia equivalente de un
conjunto de resistores conectados
en una combinación en paralelo
se encuentra partiendo de la
correspondencia
1
R eq

1
R1

1
R2

1
R3

p

Los circuitos que involucran más de una espira se analizan convenientemente con el uso de las reglas de Kirchhoff:
1. Regla de la unión. En cualquier unión, la suma de las corrientes
debe ser igual a cero:

I 1t 2

Q 11

␧e
R

a(28.8)

¢V

0

(28.10)

malla cerrada

Cuando un resistor se recorre en la dirección de la corriente, la diferencia de potencial ⌬V a través del resistor es –IR. Cuando un resistor se
recorre en la dirección opuesta a la corriente, ⌬V = ϩIR. Cuando una
fuente de fem se recorre en la dirección de la fem (terminal negativa a
terminal positiva), la diferencia de potencial es ϩ´ . Cuando una fuente
defem se recorre opuesta a la fem (positivo a negativo), la diferencia de
potencial es Ϫ´ .

e

t>RC

t>RC

2

(28.14)
(28.15)

donde Q ϭ C ´ es la máxima carga en el capacitor.
El producto RC se llama constante de tiempo t del
circuito.

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(28.9)

2. Regla de la espira. La suma de las diferencias de potencial a través
de todos los elementos alrededor de cualquier espira decircuito
debe ser cero:

Si un capacitor se carga con una batería a través de
un resistor de resistencia R, la carga en el capacitor
y la corriente en el circuito varían en el tiempo de
acuerdo con las expresiones
q 1t2

0

a I

nodo

Si un capacitor cargado se descarga a través de un resistor
de resistencia R, la carga y la corriente disminuyen
exponencialmente en el tiempo de acuerdo con
lasexpresiones
q 1t2

I 1t2

Qe
Iie

t>RC
t>RC

(28.18)
(28.19)

donde Q es la carga inicial en el capacitor e Ii ϭ Q/RC es la
corriente inicial en el circuito.

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Preguntas

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Preguntas
O indica pregunta complementaria.
1. ¿La dirección de la corriente en una batería siempre es de la terminal negativa a la positiva? Explique.
2. O Cierta batería tiene alguna resistencia interna. i)¿La diferencia de
potencial a través de las terminales de una batería puede ser igual a
su fem? a) No. b) Sí, si la batería absorbe energía mediante transmisión eléctrica. c) Sí, si más de un alambre se conecta a cada terminal.
d) Sí, si la corriente en la batería es cero. e) Sí, no se requieren condiciones especiales. ii) ¿El voltaje entre las terminales puede superar
la fem? Elija su respuestaentre las mismas posibilidades.

sidad luminosa del foco B, a) aumenta, b) decrece un poco, c)
no hay cambio, d) cae a cero. ii) ¿Qué le sucede a la intensidad
luminosa del foco C? a) Elija entre las mismas posibilidades.
iii) ¿Qué sucede con la corriente en la batería? Elija entre las mismas posibilidades. iv) ¿Qué le sucede a la diferencia de potencial a
través del foco A? v) ¿Qué le sucede a la...