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3º E.S.O.
UNIDAD DIDÁCTICA: EL CIRCUITO ELÉCTRICO
Intensidad de corriente eléctrica (medida de una corriente eléctrica)
Es la cantidad de electricidad (electrones) que recorre un circuito eléctrico en una unidad
de tiempo. Se representa con la letra I y su unidad es el amperio (A).
I=
Q
t
Donde:
I = intensidad de corriente en amperios (A).
Q = Cantidad de electricidad en culombios .
t = tiempo en segundos (S).
Problemas de aplicación resueltos:
1.- Calcular la intensidad de corriente que circula por un circuito si, en 4 horas, han
pasado 43200 culombios.
Solución:
Aplicamos directamente la ecuación de definición de intensidad.
Antes de aplicar la fórmula pasamos el tiempo a segundos, luego:
t = 4 horas x 60 minutos x 60 = 14400 segundos.
I=
Q
t
=
43200
14400
= 3A
2.- ¿Durante cuánto tiempo ha circulado una corriente eléctrica si, habiendo
transportado 5000 culombios, si la intensidad fue de 5 amperios?
Solución:
Partimos de la fórmula de definición de intensidad:
I=
De donde, si despejamos t obtenemos:
Q
t
t=
Q
I
=
5000
= 1000 segundos
5
Problema propuesto:
3.- Calcular la cantidad de electricidad que pasará por un conductor por el que circula
una intensidad de 2 amperios durante 600 segundos:
Solución: 1200 culombios.
CIRCUITOS SERIE
Teoría básica:
- En un circuito serie, la intensidad es la misma en todos los receptores.
- En un circuito serie la tensión total del circuito es igual a la suma de las tensiones
parciales de cada receptor, o sea V = V1 + V2 + V3 + …
- La resistencia equivalente en un circuito serie es la suma algebraica de las resistencias
que forman el circuito, o sea:
Req = R1 + R2 + R3 + …
Problema de aplicación resuelto:
1.- Un circuito serie está formado por dos resistencias de 9 y 15 ohmios
respectivamente conectadas a una batería de 12 voltios. Calcular:
a) Resistencia equivalente del circuito.
b) Intensidad de la corriente.
c) Potencia total del circuito.
d) Tensión en los extremos de cada resistencia.
e) Potencia parcial de cada resistencia.
f) Energía consumida por el circuito en 5000 horas.
g) Gasto ocasionado si el precio del Kwh es de 0,1 €.
Solución:
a) Como se trata de un circuito serie, la resistencia equivalente es la suma de las
resistencias parciales:
Req = R1 + R2 = 9 + 15 = 24 Ω
b) Para calcular la intensidad aplicamos la Ley de Ohm:
I=
V
12
=
= 0,5 A
Re q 24
c) La potencia del circuito será aplicando su fórmula:
P = V x I = 12 x 0,5 = 6 W
d) La tensión en los extremos de cada resistencia se calcula teniendo en cuenta que la
corriente que atraviesa cada una es la total (única en el circuito):
V1 = I x R1 = 0,5 x 9 = 4,5 V
V2 = I x R2 = 0,5 x 15 = 7,5 V
e) Las potencias parciales a su vez se calculan teniendo en cuenta las tensiones parciales de
cada resistencia y que la intensidad es la misma en cada una de ellas.
P1 = V1 x I = 4,5 x 0,5 = 2,25 W
P2 = V2 x I = 7,5 x 0,5 = 3,75 W
f) Para el cálculo de la energía consumida tenemos en cuenta la potencia total del circuito y
las horas de funcionamiento:
E = P x t = 6 x 5000 = 30000 Wh = 30 Kwh
g) Teniendo en cuenta que 1 Kwh cuesta 0,1 €:
Gasto = 0,1 x 30 = 3 €.
CIRCUITOS PARALELO
Teoría básica:
- En un circuito paralelo, la tensión es la misma en todos los receptores.
- La intensidad total en un circuito paralelo es la suma de las intensidades parciales, o sea:
It = I1 + I2 + I3 + …
- La resistencia equivalente en un circuito paralelo es:
Re q =
1
1
1
1
+
+
+ ...
R1 R 2 R3
En el caso de ser un circuito paralelo con sólo dos resistencias, la resistencia equivalente
tendría como resultado:
Re q =
R1xR 2
R1 + R 2
Problema de aplicación resuelto:
1.- Un circuito paralelo está formado por dos resistencias de 12 y 4 ohmios
respectivamente, conectadas a una batería de 6 voltios. Calcular:
a) Resistencia equivalente del circuito.
b) Intensidad total.
c) Potencia total del circuito.
d) Energía consumida por el circuito en 2000 horas.
e) Gasto ocasionado por el circuito si el precio del Kwh es de 0,1 €.
f) Intensidad que circula por cada resistencia.
g) Potencia de cada resistencia.
a) Como tenemos sólo dos resistencias en paralelo utilizamos la expresión:
Re q =
R1xR 2
12 x 4
=
= 3Ω
R1 + R 2 12 + 4
b) La intensidad total será por tanto, aplicando la Ley de Ohm:
It =
V
6V
=
= 2A
Re q 3Ω
c) La potencia total del circuito la calculamos aplicando su fórmula y teniendo en cuenta la
tensión total y la intensidad total.
Pt = Vt x It = 6V x 2A = 12W
d) La energía consumida por el circuito en 2000 horas será:
Et = Pt x t = 12W x 2000 h = 24000 Wh = 24 Kwh
e) Como sabemos el precio del Kwh, el gasto será:
G = 0,1 x 24 = 2,4 €
f) Las intensidades parciales se calculan aplicando la Ley de Ohm en cada resistencia.
I1 =
V
6V
V
6V
=
= 0,5 A ; I 2 =
=
= 1,5 A
R1 12Ω
R 2 4Ω
La suma de las dos intensidades It = I1 + I2 = 0,5 + 1,5 = 2A, como ya calculamos en el
apartado b).
g) Las potencias parciales se calculan teniendo en cuenta que la tensión es la misma en cada
resistencia (la tensión total), además de las intensidades parciales.
P1 = V x I1 = 6V x 0,5A = 3W
P2 = V x I2 = 6V x 1,5A = 9W
La suma de las potencias, 12W, coincide con la potencia total calculada anteriormente en el
apartado c).