Teoría de Circuitos Eléctricos.

13 08 2008

Tema 11. Problemas sobre potencia eléctrica.

Nada de “rollos” vamos directamente a los problemas.

1. Un tostador eléctrico de pan que se conecta a un contacto común tiene una resistencia de 24 Ohmios. ¿Cuál es su potencia?

Solución.

2. Una plancha para el pelo conectada a una toma de corriente común tiene una potencia de 1.1 kiloWatts, ¿De que valor es su resistencia?

Solución.

3. ¿De qué potencia es una lámpara incandescente conectada en una instalación residencial cuyo filamento tiene una resistencia de 645.16 Ohms?

Solución.

4. Una parrilla eléctrica que se conecta a un contacto común especifica en sus datos un consumo de 4,000 Watts, hallar el valor de su resistencia eléctrica.

Solución.

5. ¿Cuál es la potencia de un horno eléctrico conectado a una toma de corriente de 220 Volts, por el cual circula una corriente de 4 Amperes.

Solución.

6. ¿A que voltaje trabajan unas tenazas eléctricas para el pelo de 2,000 Watts por las cuales circula una corriente de 16 Amperes?

Solución.

7. Determinar la corriente y la resistencia eléctrica del filamento de una lámpara incandescente de 200 Watts conectada en una instalación residencial.

Solución.

8. ¿Qué valor tiene la resistencia eléctrica de un horno de 2,500 Watts conectado a un contacto común?

9. Una sandwichera eléctrica que se conecta a un contacto de 220 Volts, tiene en sus datos 1.4 kW. ¿Cuál es el valor de su resistencia?

10. Se tiene un foco del cual se desconoce todo ¿como saber de cuántos Watts es, cuál es la corriente que pasa por el filamento y cuál el valor de la resistencia de su filamento?





Teoría de Circuitos Eléctricos.

11 08 2008

Tema 10. Despejando las Leyes de Ohm y de Watt.

Bueno… este tema más bien debería estar incluido en el área de matemáticas, sin embargo lo voy a desarrollar aquí debido a que hay muchos lectores(as) que son electricistas prácticos (empíricos) y se les dificulta despejar una literal (variable o simplemente letra) de una fórmula. Claro que también les servirá a mis alumnos. Entonces… si no has aprendido como despejar correctamente, si no tienes seguridad en el procedimiento, o de plano no sabes que hacer, hay una forma sencillísima de hacerlo y es la siguiente…

Por ejemplo:

De la fórmula I=V/R (triángulo 1, Ley de Ohm) despeja R.

Cubre con un dedo la letra que quieres despejar (R) en el triángulo que contenga las tres variables (en este caso es el triángulo 1), ¿Qué te queda? La V arriba y la I abajo, entonces el resultado es: V/I. ¿Complicado? Despeja V (cúbrela) y te queda I por R.

Más ejemplos…

De la fórmula P=VI (Ley de Watt, triángulo 2), despeja V.

Cubres la V y te quedan la P arriba y la I abajo, por lo tanto el resultado es: P/I. Si despejas P te queda: V por I. Si despejas I te queda: P/V.

Seguimos con los ejemplos.

De la fórmula P=I2R (triángulo 3), despeja R.

Cubres la R y te quedan la P arriba y la I2 abajo, entonces el resultado es: P/I2

Finalmente.

De la fórmula P=V2/R (triángulo 4), despeja V.

Cubres la V2 y te quedan abajo la P y la R, entonces el resultado es (P)(R), solo que en este caso para quitarle el exponente a la V extraes la raíz cuadrada al resultado. Igual tendrías que hacerlo en el caso anterior si despejaras I.

¡Bien! Espero que con esta forma alternativa de obtener el despeje de una literal te quede claro el tema, aunque siempre te recomendaré -si eres estudiante- que aprendas a realizar los despejes de variables tal como deben hacerse (matemáticamente), la anterior es solo una opción más que te puede servir para resolver el problema temporalmente.





Teoría de Circuitos Eléctricos.

6 08 2008

Tema 9. Ley de Watt y Ley de Ohm combinadas.

La Ley de Ohm se representa por la expresión: I=V/R y la Ley de Watt: P=VI. Al combinarlas resultan otras fórmulas que resuelven mayor número de casos.

Por ejemplo si I=V/R al sustituir el valor de la Corriente I en la Ley de Watt resulta:

P = VI = V(V/R) = V2/R

Despejando V de la Ley de Ohm queda: V=IR; al sustituirlo en la Ley de Watt queda:

P =VI = (IR)(I) = I2R

Entonces ya tenemos otras dos fórmulas para determinar la Potencia eléctrica existente en un circuito. Lógicamente con estas dos nuevas expresiones podemos abarcar mayor número de casos.

Por ejemplo…

1. Determinar la Potencia eléctrica existente en una parrilla eléctrica que tiene una resistencia de 10 Ohms, y es alimentada por una fuente de voltaje de 120 Volts.

P = V2/R = 1202/10 = 1,440 Watts.

2. Un rizador para el pelo tiene una resistencia de 8 Ohms y pasa una corriente por él de 12 Amp. ¿Cuál es el valor de Voltaje que lo alimenta?

V = (I)(R) = (8)(12) = 96 Volts. Y también…

P = I2R = (122)(8) = 1,152 Watts.

3. Determinar la Corriente y la resistencia eléctrica de un tostador de pan de 1,200 Watts conectado a un contacto común en una casa habitación.

Solución. Si es un contacto común su voltaje es de 127 Volts. Entonces… Leer el resto de esta entrada »





Teoría de Circuitos Eléctricos.

2 08 2008

Tema 8. Ley de Watt.

Dicha Ley establece que la potencia en un circuito es igual al producto de la Corriente multiplicado por el Voltaje aplicado. Matemáticamente:

P=VI

En donde:

P. Es la potencia eléctrica existente en un circuito y se mide en Watts. También puede medirse en Kilowatts, Megawatts, GigaWatts e incluso Terawatts.

V. Es el Voltaje.

I. Es la Corriente eléctrica. (También puede llamársele intensidad).

La Ley de Watt es aplicable tanto en sistemas de corriente continua como de corriente alterna y tratándose de resistencias es igual. Si un circuito incorpora inductancias y/o capacitancias (recordar que hay tres tipos de circuitos: Resistivos, Inductivos y Capacitivos), la fórmula cambia.

Problemas…

1. Determinar la potencia eléctrica existente en un circuito que es alimentado por una batería de 6 Volts, por el cuál circula una corriente de 3 Amperes.

P = VI = (6)(3) = 18 Watts.

2. Un foco de 75 Watts es alimentado por 120 Volts. ¿Cuál es la corriente que circula por su filamento?

P = VI → I = P/V = 75/120 = 0.625 Amp.

3. Una parrilla eléctrica por la que circula una corriente de 18 Amperes tiene una Potencia de 2,000 Watts. ¿Cuál es el voltaje de alimentación?

P = VI → V = P/I = 2000/18 = 111.11 Volts.

Ejercicios… Leer el resto de esta entrada »





Teoría de Circuitos Eléctricos.

31 07 2008

Tema 7. Circuitos en Serie-Paralelo.

Este tipo de circuitos son bastante comunes en materia de electrónica, no así en instalaciones eléctricas, sin embargo conviene revisar su comportamiento sobre todo por la práctica de cálculos teóricos aplicando la Ley de Ohm mismos que pueden ser comprobados en prácticas de laboratorio en protoboards (tablas para prácticas).

Veamos un caso. Sea el circuito de la figura…

Se tienen los siguiente valores.

R1=4Ω; R2=6Ω; R3=10Ω; R4=2Ω. El Voltaje aplicado es de 12 Volts.

Determinar…

1). La resistencia equivalente de las resistencias 2 y 3.
2). La Resistencia Total del circuito.
3). La Corriente total del Circuito.
4). El Voltaje en la Resistencia 1.
5). El Voltaje en las Resistencias 2 y 3 (Obvio es el mismo en ambas).
6). La Corriente que circula por la Resistencia 2.
7). La Corriente que circula por la Resistencia 3.
8). El Voltaje en la Resistencia 4.

Solución… Leer el resto de esta entrada »





Teoría de Circuitos Eléctricos.

28 07 2008

Tema 6. Circuitos en Paralelo.

¿Qué quiere decir en Paralelo? Quiere decir conectar entre si polos iguales. Por ejemplo 4 baterías en paralelo…

En una conexión en Paralelo los valores de voltaje son iguales, entonces, puesto que las baterías A, AA y AAA tienen un voltaje de 1.5 Volts cada una, el total del voltaje es de 1.5 Volts. ¿Y si cada una tuviera un voltaje de 9 Volts?. ¡Correcto! El voltaje total sería de 9 Volts.

Recuerda que todo lo anterior se deriva de unas leyes que inventó en 1845 Gustav Kirchhoff

En Paralelo quiere decir unir un polo positivo con otro igual de dos o más baterías de tal manera que al hacerlo se tiene la posibilidad de incrementar la corriente que pasa por todo el circuito. Pero esto no solo se hace en pilas, también puede hacerse en resistencias eléctricas y la resistencia total se obtiene aplicando la siguiente fórmula.

Rt = 1/[(1/R1)+1/(R2)+(1/R3)+(1/R4)]

Por ejemplo…

Observa el orden que existe en el acomodo de las resistencias, la entrada de una se conecta a la entrada de otra y así sucesivamente. En una conexión en paralelo siempre existen puntos de derivación para las corrientes en este caso la It se “reparte” entre I1, I2 e I3. Al final la Resistencia total se obtiene de la aplicación de la fórmula anterior.

Supongamos que: R1=2Ω; R2=6 Ω; R3=13 Ω. ¿Cuál es la resistencia total (Rt) del circuito?

Rt = 1/[(1/2)+(1/6)+(1/13)] = 1/(0.5+0.16+0.076) = 1.35Ω

¿Y la corriente total (It) que pasa por el circuito suponiendo que estuviera alimentado por una pila de 6 Volts?

It = V/Rt = 6/1.35 = 4.4 Amp.

Ahora bien, la corriente que pasa por TODO el circuito es diferente en todas sus partes, esto es, todo el flujo de electrones se divide entre las diferentes resistencias y al final se suman todas. Lo anterior tiene lógica puesto que no pueden perderse partículas en la trayectoria, simplemente la recorren a veces más rápido y a veces más lento produciendo calor o luz dependiendo del aparato que se trate y también de la Resistencia eléctrica existente en el mismo… Leer el resto de esta entrada »





Teoría de Circuitos Eléctricos.

23 07 2008

Tema 5. Circuitos en Serie.

¿Qué quiere decir en SERIE? Quiere decir en secuencia, uno después de otro.

Por ejemplo 3 baterías en serie…

En una conexión de este tipo los valores de voltaje se suman, entonces, puesto que las baterías A, AA y AAA tienen un voltaje de 1.5 Volts cada una, el total del voltaje es de 4.5 Volts. ¿Y si cada una tuviera un voltaje de 5 Volts?. ¡Exacto! el voltaje total sería de 15 Volts.

Todo lo anterior se deriva de unas leyes que inventó en 1845 Gustav Kirchhoff

En serie quiere decir también unir un polo positivo con uno negativo de tal manera que al hacerlo se suman los voltajes. Pero esto no solo se hace en pilas, también puede hacerse en resistencias eléctricas e igual la resistencia total es la suma de todas ellas.

Por ejemplo 3 Resistencias en serie…

Rt = R1+R2+R3 = 2+6+13 = 21Ω

¿Y la corriente total (It) que pasa por el circuito suponiendo que estuviera alimentado por una pila de 6 Volts?

Aplicando la L. de Ohm: It = V/Rt =
6/21 = 0.285 Amp.

Ahora bien, la corriente que pasa por TODO el circuito es exactamente la misma que inicia en la fuente de voltaje, esto es, todo el flujo de electrones es igual en cualquier punto del mismo. Esto tiene lógica puesto que no pueden perderse partículas en la trayectoria, simplemente la recorren a veces más rápido y otras lentamente dependiendo de la resistencia que encuentren a su paso, produciendo calor o luz dependiendo del aparato que se trate.

Entonces, puesto que la corriente eléctrica es igual en todos los puntos de un Circuito en Serie podemos calcular el valor del voltaje existente en un punto específico del mismo utilizando el valor de la corriente y el de la resistencia, por ejemplo para nuestro caso… Leer el resto de esta entrada »








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