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TALLER 8 Resuelve los siguientes ejercicios: (a) Tres resistencias de 2 cada una se conectan a una fuente. ¿Cómo deben estar conectadas para obtener una resistencia equivalente: 1º Máxima: Todas en serie. Re = 2 + 2 + 2 = 6 2º Mínima: Todas en paralelo. 1 1 1 1 1 1 1 3 R e R1 R 2 R 3 2 2 2 2 Re 2 0,67 3 3º De 3 : Dos en paralelo. 1 1 1 1 1 1 R 23 R 2 R 3 2 2 R e R1 R 23 = 2 + 1 = 3 4º De 1,33 : Dos en serie. R12 = R1 + R2 = 2 + 2 = 4 R 23 1 1 1 1 1 1 3 R e R12 R 3 4 2 4 Re 4 3 Re = 1,33 (b) Soluciona los siguientes circuitos: 1º Resistencia equivalente: 1 1 1 1 1 7 R 23 R 2 R 3 3 4 12 R e R1 R 23 = 2 R 23 12 7 12 26 7 7 Re = 3,71 Corriente total: iT V 24 v R e 3,71 iT = 6,46 A Corrientes y voltajes parciales: Como R1 y R23 están conectadas en serie, la corriente que circula es la misma. iT = i1 = i23 = 6,46 A i1 = 6,46 A V1 = i1R1 = (6,46 A)(2 ) V1 = 12,92 v V23 = i23R23 = (6,46 A)( 12 ) = 11,08 v 7 Como R2 y R3 están conectadas en paralelo, entonces: V2 = V3 = 11,08 v i2 V2 11,08 v R2 3 i2 = 3,69 A i3 V3 11,08 v R3 4 i3 = 2,77 A 2º Se desconocen los valores de cada resistencia. 3º Resistencia equivalente: 1 1 1 1 1 1 R12 R1 R 2 6 12 4 R12 4 R56 = R5 + R6 = 3 + 2 = 5 R123 = R12 + R3 = 4 + 2 = 6 1 R 456 1 1 1 1 2 R 4 R 56 5 5 5 R 456 2,5 R e R123 R 456 6 2,5 Re = 8,5 Corriente total: iT V 60 v R e 8,5 iT = 7,06 A Corrientes y voltajes parciales: Como R123 y R456 están conectadas en serie, la corriente que circula es la misma. iT = i123 = i456 = 7,06 A V123 = iTR123 = (7,06 A)(6 ) = 42,35 v V456 = iTR456 = (7,06 A)(2,5 ) = 17,65 v Como R12 y R3 están conectadas en serie, la corriente que circula por ellas es la misma a i123: i12 = 7,06 A i3 = 7,06 A V3 = i3R3 = (7,06 A)(2 ) V3 = 14,12 v V12 = i12R12 = (7,06 A)(4 ) = 28,24 v Como R1 y R2 están conectadas en paralelo, entonces: V1 = V2 = 28,24 v i1 V1 28,24 v R1 6 i1 = 4,71 A i2 V2 28,24 v R2 12 i2 = 2,35 A Como R4 y R56 están conectadas en paralelo, entonces: V4 = V56 = V456 = 17,65 v V4 = 17,65 v i4 V4 17,65 v R4 5 i4 = 3,53 A i56 V56 17,65 v 3,53 A R 56 5 Como R5 y R6 están conectadas en serie, entonces: i5 = i6 = i56 = 3,53 A V5 = i5R5 = (3,53 A)(3 ) V5 = 10,59 v V6 = i6R6 = (3,53 A)(2 ) V5 = 7,06 v 4º Resistencia equivalente: R34 = R3 + R4 = 4 + 2 = 6 1 R 234 1 1 1 1 1 R 2 R 34 12 6 4 R 234 4 R e R1 R 234 = 2 4 6 Re = 6 Corriente total: V 30 v Re 6 iT iT = 5 A Corrientes y voltajes parciales: Como R1 y R234 están conectadas en serie, la corriente que circula es la misma. iT = i1 = i234 = 5 A i1 = 5 A V1 = i1R1 = (5 A)(2 ) V1 = 10 v V234 = i234R234 = (5 A)(4 ) = 20 v Como R2 y R34 están conectadas en paralelo, entonces: V2 = V34 = 20 v i2 V2 20 v R 2 12 i2 = 1,67 A i34 V34 20 v 3,33 A R 34 6 Como R3 y R4 están conectadas en serie, la corriente que circula es la misma. I34 = i3 = i4 = 3,33 A V3 = i3R3 = (3,33 A)(4 ) V3 = 13,33 v V4 = i4R4 = (3,33 A)(2 ) V4 = 6,67 v (c) Si por la resistencia de 2 circula una corriente de 3 A, calcula: La resistencia equivalente. La corriente total. La corriente en cada resistencia. El voltaje total. El voltaje en cada resistencia. Resistencia equivalente: 1 1 1 11 R 4 7 28 1 1 1 1 11 R 2 4 6 12 R 2,55 R 1,09 R = 6 + 2,55 + 5 = 13,55 R = 1,09 + 3 = 4,09 1 1 1 2134 R e 13,55 4,09 6705 Re 6705 2134 R e 3,14 El voltaje en las resistencias de 2 , 4 y 6 , que están conectadas en paralelo, es igual a: V = iR = (3 A)(2 ) = 6 v La corriente en estas resistencias, respectivamente, es: i V 6v 3 A R 2 i V 6v 1,5 A R 4 i V 6v 1A R 6 (d) 1º Resuelve los siguientes circuitos: Resistencia equivalente: R123 = R1 + R2 + R3 = 10 + 8 + 6 = 24 1 R1235 1 1 1 1 1 R123 R 5 24 12 8 R1235 8 R123456 = R1235 + R4 + R6 = 8 + 5 + 5 = 18 1 R123568 1 R12356 1 1 1 1 R 8 18 9 6 R123568 6 Re = R1234568 + R7 + R9 = 6 + 4 + 14 Re = 24 Corriente total: iT V 96 v R e 24 iT = 4 A Corrientes y voltajes parciales: Como R7, R9 y R1234568 están conectadas en serie entonces: i7 = i9 = i1234568 = iT = 4 A i7 = i9 = 4 A V7 = i7R7 = (4 A)(4 ) V7 = 16 v V9 = i9R9 = (4 A)(14 ) V9 = 56 v V1234568 = iTR1234568 = (4 A)(6 ) = 24 v Como R8 y R123456 están conectadas en paralelo, entonces: V8 = V123456 = V1234568 = 24 v V8 = 24 v i8 V8 24 v R8 9 i8 = 2,67 A i123456 V123456 24 v 1,33 A R123456 18 Como R4, R6 y R1235 están conectadas en serie entonces: I4 = i6 = i1235 = i123456 = 1,33 A I4 = i6 = 1,33 A V4 = i4R4 = (1,33 A)(5 ) V4 = 6,67 v V6 = i6R6 = (1,33 A)(5 ) V6 = 6,67 v V1235 = i1235R1235 = (1,33 A)(8 ) = 10,67 v Como R5 y R123 están conectadas en paralelo, entonces: V5 = V123 = V1235 = 10,67 v V5 = 10,67 v i5 V5 10,67 v R5 12 i5 = 0,89 A i123 V123 10,67 v 0,44 A R123 24 Como R1, R2 y R3 están conectadas en serie entonces: i1 = i2 = i3 = i123 = 0,44 A i1 = i2 = i3 = 0,44 A V1 = i1R1 = (0,44 A)(10 ) V1 = 4,44 v V2 = i2R2 = (0,44 A)(8 ) V2 = 3,56 v V3 = i3R3 = (0,44 A)(6 ) V3 = 2,67 v 2º Resistencia equivalente: 1 1 1 1 1 1 1 1 R123 R1 R 2 R 3 24 8 12 4 1 1 1 1 1 1 R 78 R 7 R 8 18 9 6 R 78 6 R123 4 R1234 = R123 + R4 = 4 + 10 = 14 R678 = R6 + R78 = 2 + 6 = 8 1 1 1 1 1 1 1 9 R e R1234 R 5 R 678 14 8 8 28 Re 28 9 Re = 3,11 Corriente total: iT V 100 v R e 3,11 iT = 32,14 A Corrientes y voltajes parciales: Como R1234, R5 y R678 están conectadas en paralelo, entonces: V1234 = V5 = V678 = VT = 100 v V5 = 100 v i1234 i5 V1234 100 v 7,14 A R1234 14 V5 100 v R5 8 i5 = 12,5 A i 678 V678 100 v 12,5 A R 678 8 Como R6 y R78 están conectadas en serie, entonces: i6 = i78 = i678 = 12,5 A i6 = 12,5 A V6 = i6R6 = (12,5 A)(2 ) V6 = 25 v V78 = i78R78 = (12,5 A)(6 ) = 75 v Como R123 y R4 están conectadas en serie, entonces: I123 = i4 = i1234 = 7,14 A I4 = 7,14 A V4 = i4R4 = (7,14 A)(10 ) V6 = 71,43 v V123 = i123R123 = (7,14 A)(4 ) = 28,57 v Como R7 y R8 están conectadas en paralelo, entonces: V7 = V8 = V78 = 75 v V7 = V8 = 75 v i7 V7 75 v R 7 18 i7 = 4,17 A i8 V8 75 v R8 9 i8 = 8,33 A Como R1, R2 y R3 están conectadas en paralelo, entonces: V1 = V2 = V3 = V123 = 28,57 v V1 = V2 = V3 = 28,57 v i1 V1 28,57 v R1 24 i1 = 1,19 A i2 V2 28,57 v R2 8 i2 = 3,57 A i3 V3 28,57 v R3 12 i3 = 2,38 A 3º Si por la resistencia de 24 (R1) circula una corriente de 1 A, ¿cuál debería ser la f.e.m. aplicada en la pila. (Ver ejercicio 2º) i1 V1 R1 1 V123 i123 R123 24 24 1 V 84 V = 84 v V1234 V i 4 R1234 14 V 1234 24 6 6 84