Análisis del comportamiento de circuitos eléctricos y sus componentes fundamentales
Los circuitos eléctricos son sistemas que permiten el flujo de corriente eléctrica a través de componentes interconectados. El análisis de circuitos se basa en las Leyes de Kirchhoff y las relaciones fundamentales entre voltaje, corriente y resistencia.
Diseño de sistemas electrónicos, distribución de energía, telecomunicaciones, control industrial y prácticamente todos los dispositivos modernos que utilizan electricidad.
Una resistencia de 100 Ω está conectada a una batería de 12 V. Calcula la corriente que fluye a través de la resistencia y la potencia disipada.
Datos: V = 12 V, R = 100 Ω
Corriente: I = 12 V / 100 Ω = 0.12 A
La corriente es de 0.12 A y la potencia disipada es de 1.44 W.
Tres resistencias de 10 Ω, 20 Ω y 30 Ω se conectan en paralelo a una fuente de 60 V. Calcula la resistencia equivalente y la corriente total del circuito.
Datos: R₁ = 10 Ω, R₂ = 20 Ω, R₃ = 30 Ω, V = 60 V
Req = 1/0.1833 = 5.45 Ω
Corriente total: Itotal = 60 V / 5.45 Ω = 11 A
La resistencia equivalente es de 5.45 Ω y la corriente total es de 11 A.
Un circuito en serie tiene una batería de 24 V y tres resistencias: R₁ = 4 Ω, R₂ = 6 Ω y R₃ = 2 Ω. Calcula la corriente del circuito y el voltaje en cada resistencia.
Datos: V = 24 V, R₁ = 4 Ω, R₂ = 6 Ω, R₃ = 2 Ω
Resistencia total: Rtotal = 4 + 6 + 2 = 12 Ω
Corriente: I = 24 V / 12 Ω = 2 A
Voltajes: V₁ = 2 A × 4 Ω = 8 V
V₂ = 2 A × 6 Ω = 12 V
V₃ = 2 A × 2 Ω = 4 V
El voltaje en R₂ es de 12 V.
Un circuito tiene dos resistencias en paralelo (R₁ = 8 Ω, R₂ = 12 Ω) conectadas en serie con una tercera resistencia (R₃ = 5 Ω). Si el voltaje total es de 20 V, calcula la corriente que pasa por R₁.
Datos: R₁ = 8 Ω, R₂ = 12 Ω, R₃ = 5 Ω, V = 20 V
Resistencia paralelo: 1/Rp = 1/8 + 1/12 = 0.125 + 0.0833 = 0.2083
Rp = 4.8 Ω
Resistencia total: Rtotal = 4.8 + 5 = 9.8 Ω
Corriente total: Itotal = 20 V / 9.8 Ω = 2.04 A
Corriente en R₁: I₁ = (12/20) × 2.04 A = 1.22 A
La corriente que pasa por R₁ es de 1.22 A.
Un circuito puente de Wheatstone tiene las siguientes resistencias: R₁ = 100 Ω, R₂ = 200 Ω, R₃ = 150 Ω, R₄ = 300 Ω, y un galvanómetro de 50 Ω entre los puntos medios. Si se conecta una fuente de 10 V, calcula la corriente que pasa por el galvanómetro.
Datos: R₁ = 100 Ω, R₂ = 200 Ω, R₃ = 150 Ω, R₄ = 300 Ω, Rg = 50 Ω, V = 10 V
Voltaje en rama superior: VAB = 10 × (200/(100+200)) = 6.67 V
Voltaje en rama inferior: VCD = 10 × (300/(150+300)) = 6.67 V
Diferencia de potencial: ΔV = 6.67 - 6.67 = 0 V
Como el puente está balanceado (R₁/R₂ = R₃/R₄), no hay corriente a través del galvanómetro.
La corriente que pasa por el galvanómetro es de 0 mA.