Download Tema 5. Circuitos eléctricos. Ejercicio 1

Enunciado
Para cada una de las disposiciones del siguiente circuito, se pide:
●
Calcular la Resistencia Total
●
Calcular la Intensidad que circula por el circuito
●
Explica si ocurre alguna particularidad en el circuito, como un cortocircuito, un “puente”...
1.
R1
R2
R3
100 Ω
47 Ω
22 Ω
Interruptor S
abierto
F.a.
S
12 V cc
RTOTAL = R1 + R2 + R3 + RS
RTOTAL = 100 Ω + 47 Ω + 22 Ω + infinito
RTOTAL = infinito, pues S está abierto
El circuito está bien construido, pero el interruptor
del circuito está ABIERTO; NO circula la corriente)
Intensidad =
Voltaje F.a.
R TOTAL
=
12 V
∞
=0A
Recuerda:
●
La corriente sale del borne (o polo) positivo (+) y va buscando siempre el
camino que antes le haga llegar al borne negativo (­) .
●
La corriente no puede “saltar” un contacto abierto
●
Si una parte del circuito no está cerrada, por ahí la corriente no circula
●
Los interruptores se ponen al lado de uno de los bornes de la batería o
generador de corriente, así pueden cortar la corriente para todo el circuito.
Título: Ejercicios con circuitos n.º 1
Tema: 5. Circuitos eléctricos
Autor:
Fecha:
Pág. 1
Interruptor S cerrado
2.
R1
R2
R3
100 Ω
47 Ω
22 Ω
F.a.
S
12 V cc
RTOTAL = R1 + R2 + R3 + RS
(un contacto/interruptor cerrado es 0 Ω de resistencia)
RTOTAL = 100 Ω + 47 Ω + 22 Ω + 0 = 169 Ω
El circuito está CERRADO; CIRCULA la corriente;
Intensidad =
Voltaje F.a.
R TOTAL
=
12 V
= 0,071 A = 71 mA
169 Ω
A partir de ahora consideraremos que el interruptor cerrado S tiene 0 Ω
y no afecta para nada al circuito, siempre que esté cerrado, claro está.
Título: Ejercicios con circuitos n.º 1
Tema: 5. Circuitos eléctricos
Autor:
Fecha:
Pág. 2
R2
Hemos quitado R2; ahora la corriente
ya no puede completar el circuito...
3.
47 Ω
R1
R3
100 Ω
22 Ω
F.a.
S
12 V cc
RTOTAL = infinito (
∞)
(un cable cortado hace que no pase por él la corriente)
El circuito está ABIERTO; NO CIRCULA la corriente;
Intensidad =
Voltaje F.a.
R TOTAL
Título: Ejercicios con circuitos n.º 1
Tema: 5. Circuitos eléctricos
Autor:
=
12 V
∞
=0A
Fecha:
Pág. 3
Ponemos un cable, a ver qué pasa...
4.
R1
R2
R3
100 Ω
47 Ω
22 Ω
F.a.
S
12 V cc
RTOTAL= la resistencia del cable = prácticamente 0
El filamento de cobre tiene muy poca resistencia = 0,01 Ω
El cable que hemos puesto conecta directamente los dos bornes de la batería.
Se produce un cortocircuito de la F.a., ya que es como si juntáramos
directamente los dos bornes de la batería. ¡Esto es muy peligroso! ¡Puede
quemarse el cable o explotar la batería!
Intensidad =
Voltaje F.a.
R TOTAL
=
12 V
0,01 Ω
= ¡ 1.200 A !
Recuerda:
Ninguna batería ni dispositivo que podamos manejar puede entregar 1.200 Amp.
Lo que ocurre es que la batería tiende a descargarse instantáneamente, es
como si le pidiéramos a la batería que nos entregara toda su energía instantáneamente. Además el cable no aguantaría tanta corriente y se quemaría
enseguida; se llegaría a fundir en un instante.
Título: Ejercicios con circuitos n.º 1
Tema: 5. Circuitos eléctricos
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Fecha:
Pág. 4
Ponemos ahora el cable en otro sitio...
5.
R1
R2
R3
100 Ω
47 Ω
22 Ω
F.a.
S
12 V cc
RTOTAL = R1 + R2 + R3
RTOTAL = 100 Ω + 47 Ω + 22 Ω = 169 Ω
El cable no afecta nada al funcionamiento del circuito;
la corriente puede ir por los dos caminos de la izquierda, ya que
apenas se va a diferenciar la resistencia del cable por un lado
que por el otro.
Voltaje F.a.
12 V
Intensidad =
=
= 0,071 A = 71 mA
R TOTAL
169 Ω
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Tema: 5. Circuitos eléctricos
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Fecha:
Pág. 5
¿Y si ponemos un cable que una los dos extremos de una resistencia?
6.
R1
R2
R3
100 Ω
47 Ω
22 Ω
F.a.
S
12 V cc
RTOTAL= R2 + R3 = 47 Ω + 22 Ω = 69 Ω
El cable produce un cortocircuito de R 1,
o lo que es lo mismo, “puentea” a R 1;
solo circula corriente a través de R 2 y R3
Intensidad =
Voltaje F.a.
R TOTAL
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=
12 V
= 0,1739 A = 173,9 mA
69 Ω
Fecha:
Pág. 6
Y ya que estamos, ponemos el cable ahora más allá...
7.
R1
R2
R3
100 Ω
47 Ω
22 Ω
F.a.
S
12 V cc
RTOTAL= R3 = 22 Ω
El cable cortocircuita o “puentea” R 1 y R2,
de manera que sólo queda R 3 en el circuito
Intensidad =
Voltaje F.a.
R TOTAL
=
12 V
= 0,5454 A = 545,4 mA
22 Ω
¡Cuidado! Es más de medio Amperio;
esta corriente podría quemar la resistencia en muy poco tiempo
Título: Ejercicios con circuitos n.º 1
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Fecha:
Pág. 7
Parece que el cable está en el mismo sitio, pero no te dejes engañar...
8.
R1
R2
R3
100 Ω
47 Ω
22 Ω
F.a.
S
12 V cc
RTOTAL= R1 y R2 = 100 Ω + 47 Ω = 147 Ω
El cable cortocircuita o “puentea” R 3,
pero la corriente circula por R 1 y R2
Intensidad =
Voltaje F.a.
R TOTAL
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Autor:
=
12 V
= 0,0816 A = 81,6 mA
147 Ω
Fecha:
Pág. 8
Y ahora volvemos a cambiar un extremo del cable...
9.
R1
R2
R3
100 Ω
47 Ω
22 Ω
F.a.
S
12 V cc
RTOTAL= R1 = 100 Ω
El cable cortocircuita o “puentea” R 2 y R3, la corriente solo circula por R 1
Intensidad =
Voltaje F.a.
R TOTAL
=
12 V
= 0,12 A = 120 mA
100 Ω
Precaución:
Una corriente de más de 100 mA ya es considerable; habría que calcular la
Potencia que tendría que disipar la única resistencia conectada para saber si
aguantaría.
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Tema: 5. Circuitos eléctricos
Autor:
Fecha:
Pág. 9
Ponemos otro cable más aún. Esto se está complicando, o no...
10.
R1
R2
R3
100 Ω
47 Ω
22 Ω
F.a.
S
12 V cc
RTOTAL= R1 = 100 Ω
Ahora el cable de la izquierda cortocircuita R 2 y R3
Aunque el cable de la derecha también cortocircuita R3 va a dar lo mismo; la
corriente va a ir directamente al borne negativo de la batería, en lugar de
atravesar R2
Estamos en el mismo caso del circuito anterior
Intensidad =
Voltaje F.a.
R TOTAL
Título: Ejercicios con circuitos n.º 1
Tema: 5. Circuitos eléctricos
Autor:
=
12 V
=
0,12 A = 120 mA
100 Ω
Fecha:
Pág. 10
Parece que es el mismo esquema anterior, pero fíjate bien...
11.
R1
R2
R3
100 Ω
47 Ω
22 Ω
F.a.
S
12 V cc
RTOTAL= R2 = 47 Ω
El cable de la izquierda cortocircuita R 1 y el de la derecha
cortocircuita R3; de modo que solo circula corriente por la R 2;
Intensidad =
Voltaje F.a.
R TOTAL
=
12 V
= 0,2553 A = 255,3 mA
47 Ω
Precaución:
Una corriente de más de 100 mA ya es considerable; habría que calcular la
Potencia que tendría que disipar la única resistencia conectada para saber si
aguantaría.
Recuerda:
Un cortocircuito es siempre peligroso; en el mejor de los casos hará que una
parte del circuito no funcione; en el peor… ¡los cables se quemarán o la
batería puede estallar!
Título: Ejercicios con circuitos n.º 1
Tema: 5. Circuitos eléctricos
Autor:
Fecha:
Pág. 11
Si sabes contestar a esto bien, ¡Es que ya lo vas dominando!
12.
R1
R2
R3
100 Ω
47 Ω
22 Ω
F.a.
S
12 V cc
RTOTAL= R1 + R2 = 100 Ω + 47 Ω = 147 Ω
El cable más a la derecha “puentea” a R 3 y el de la izquierda la verdad es
que no sirve para nada; de modo que la corriente circula por R 1 y R2;
Intensidad =
Voltaje F.a.
R TOTAL
Título: Ejercicios con circuitos n.º 1
Tema: 5. Circuitos eléctricos
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=
12 V
= 0,0816 A = 81,6 mA
147 Ω
Fecha:
Pág. 12