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Electromagnetismo Estado Solido II GRUPO 5TM I [RESOLUCIÓN PRIMER PARCIAL] [RESOLUCIÓN PRIMER PARCIAL] DE BLASIS, Bárbara Indice del Documento Enunciado Resolución Conclusión 2 [RESOLUCIÓN PRIMER PARCIAL] DE BLASIS, Bárbara Enunciado 1º En qué posición de la compuerta (A o B) el LED está prendido 2º Calcular los valores de R1 y R2 si: a) La intensidad de corriente del LED cuando esta encendido es de 10ma b) La Ir1 es menor a 20ma Diagrama del circuito R1=? LED (1,4 V) V1= 5V Diodo 0,7 V V2 = 5V R2=? A B R3= 160Ω 3 [RESOLUCIÓN PRIMER PARCIAL] DE BLASIS, Bárbara Resolución Punto 1: El LED procede a encenderse cuando la compuerta se encuentra en la posición “A”. Esto se debe a que si cerraríamos el circuito en “B”, el diodo entraría en acción en el circuito, lo cual produciría una baja de tensión en el total del mismo y de esa manera el LED no podría encenderse. Punto 2: Mientras circula corriente por el LED su intensidad de corriente es equivalente a 10mA. 5V ?V 1,4 V 10 mA 160 Ohms I = V/R I*R=V 10 mA * 0,16 KOhms = 1,6 V Sumamos los voltajes: 1,4 V (del LED) + 1,6 V = 3V. Ese valor se lo restamos a la batería. Nos queda: 2V Con ese voltaje que averiguamos recientemente, obtenemos el valor de R1 Entonces: R = V/I = 2v/10 mA = 200 Ohms Conclusión sobre la segunda resistencia: Debido a que no hay intensidad de corriente que circule por R2 cuando el LED enciende, debido que esa rama del circuito queda inhabilitada debido la diferencia de polaridades entre la batería y el diodo de 0,7 V, podemos deducir que el valor de R2 no es de gran importancia. 4 [RESOLUCIÓN PRIMER PARCIAL] DE BLASIS, Bárbara Comprobación del punto 2 Si ahora analizamos en circuito cuando no enciende el led, por ende, cuando la llave se encuentra en “B”, vamos a proceder a realizar los cálculos para demostrar que el valor de R2 en cuando el led no se enciende es despreciable. El circuito nos quedaría de la siguiente manera: DIODO = 0,7 V R2=? R1 = 200 Ohms 5V LED= 1,4 V R3=160 Ohms De dato tenemos I3 = 1 mA (intensidad que es menor a 20 mA) 5v - 200Ω * I1 – 1,4 v – 160 Ω * 1 mA = 0 5v - 200Ω * I1 – 1,4 v – 0,16 KΩ * 1 mA = 0 5v - 200Ω * I1 – 1,4 v – 0,16 v = 0 3,44 v - 200Ω * I1 = 0 - 200Ω * I1 = - 3,44 v I1 = 3,44 v / 200Ω I1 = 3,44 v / 0,2 Ω I1 = 17,2 mA Con este dato ahora podemos averiguar I2: I1 = I2 + I3 I1- I3=I2 17,2 mA – 1mA = I2 16,2 mA= I2 Ahora vamos a averiguar la diferencia de potencial entre A y B: 5 [RESOLUCIÓN PRIMER PARCIAL] DE BLASIS, Bárbara DIODO = 0,7 V R1 = 200 Ohms 5V R2=? D C B A LED= 1,4 V R3=160 Ohms 1,4 v + 0,16 v = 1,56 v La diferencia de potencial entre D y E es : 1,56 v – 0,7 v = 0,86 v Con esto obtengo R2 I2 * R = V R2 = V/I2 R2 = 0,86 v / 16,2 mA R2 = 0,053 KΩ Como podemos ver, R2 es despreciable 6 [RESOLUCIÓN PRIMER PARCIAL] DE BLASIS, Bárbara Indice del Documento Enunciado Resolución Conclusión 7 [RESOLUCIÓN PRIMER PARCIAL] DE BLASIS, Bárbara Enunciado 1º En qué posición de la compuerta (A o B) el LED está prendido 2º Calcular los valores de R1 y R2 si: c) La intensidad de corriente del LED cuando esta encendido es de 10ma d) La Ir1 es menor a 20ma Diagrama del circuito R1=? LED (1,4 V) V1= 5V Diodo 0,7 V V2 = 5V R2=? A B R3= 160Ω 8 [RESOLUCIÓN PRIMER PARCIAL] DE BLASIS, Bárbara Resolución Punto 1: El LED procede a encenderse cuando la compuerta se encuentra en la posición “A”. Esto se debe a que si cerraríamos el circuito en “B”, el diodo entraría en acción en el circuito, lo cual produciría una baja de tensión en el total del mismo y de esa manera el LED no podría encenderse. Comparación Gráfica: Cuando la compuerta se encuentra en “A” y cuando se encuentra en “B Grafico 1 R1=? R1=? V1= 5V Diodo 0,7 V LED (1,4 V) V1= 5V Diodo 0,7 V V2 = 5V V2 = 5V R2=? R2=? A A R3= 160 Ohms R3= 160 Ohms B B En este caso, el LED enciende ya que, al cerrar la llave en la posición A, el diodo de 0,7V y la correspondiente fuente se anulan debido a la diferencia de polaridad entre ellas. El diodo al no poder restarle voltaje al LED, este enciende. Grafico 2 LED (1,4 V) DIODO 0,7 V Punto 2: En caso que la llave se encuentre en la posición LED no enciende a Mientras circulaB, el corriente por el debido LED su que ahora el circuitoes se resumiría al a intensidad de corriente equivalente 10mA. Grafico 2, donde LED y diodo se encuentran en paralelo. Ahora la corriente circulara por el diodo de menor voltaje. 9 [RESOLUCIÓN PRIMER PARCIAL] DE BLASIS, Bárbara 5V ?V 1,4 V 10 mA 160 Ohms I = V/R I*R=V 10 mA * 0,16 KOhms = 1,6 V Sumamos los voltajes: 1,4 V (del LED) + 1,6 V = 3V. Ese valor se lo restamos a la batería. Nos queda: 2V Con ese voltaje que averiguamos recientemente, obtenemos el valor de R1 Entonces: R = V/I = 2v/10 mA = 200 Ohms Conclusión sobre la segunda resistencia: Debido a que no hay intensidad de corriente que circule por R2 cuando el LED enciende, debido que esa rama del circuito queda inhabilitada debido la diferencia de polaridades entre la batería y el diodo de 0,7 V, podemos deducir que el valor de R2 no es de gran importancia. Comprobación del punto 2 Si ahora analizamos en circuito cuando no enciende el led, por ende, cuando la llave se encuentra en “B”, vamos a proceder a realizar los cálculos para demostrar que el valor de R2 en cuando el led no se enciende es despreciable. El circuito nos quedaría de la siguiente manera: DIODO = 0,7 V R2=? R1 = 200 Ohms 5V LED= 1,4 V R3=160 Ohms 10 [RESOLUCIÓN PRIMER PARCIAL] DE BLASIS, Bárbara De dato tenemos I3 = 1 mA (intensidad que es menor a 20 mA) 5v - 200Ω * I1 – 1,4 v – 160 Ω * 1 mA = 0 5v - 200Ω * I1 – 1,4 v – 0,16 KΩ * 1 mA = 0 5v - 200Ω * I1 – 1,4 v – 0,16 v = 0 3,44 v - 200Ω * I1 = 0 - 200Ω * I1 = - 3,44 v I1 = 3,44 v / 200Ω I1 = 3,44 v / 0,2 Ω I1 = 17,2 mA Con este dato ahora podemos averiguar I2: I1 = I2 + I3 I1- I3=I2 17,2 mA – 1mA = I2 16,2 mA= I2 Ahora vamos a averiguar la diferencia de potencial entre A y B: DIODO = 0,7 V R1 = 200 Ohms 5V R2=? D C B A LED= 1,4 V R3=160 Ohms 1,4 v + 0,16 v = 1,56 v La diferencia de potencial entre D y E es : 1,56 v – 0,7 v = 0,86 v 11 [RESOLUCIÓN PRIMER PARCIAL] DE BLASIS, Bárbara Con esto obtengo R2 I2 * R = V R2 = V/I2 R2 = 0,86 v / 16,2 mA R2 = 0,053 KΩ Como podemos ver, R2 es despreciable 12 [RESOLUCIÓN PRIMER PARCIAL] DE BLASIS, Bárbara Conclusión del Parcial Si bien los resultados de dicho examen en la cursada no fueron satisfactorios, una vez de haber analizado el mismo en mi casa, pude entender la lógica del problema y resolverlo. 13