700032200 E.P.E.T. Nº 3
RAÚL A. GONZÁLEZ 4º AÑO 4º DIVISION
FORMACION TECNICA ESPECÍFICA TECNICO EN ELECTRONICA
TURNO MAÑANA
CIRCUITOS ELÉCTRICOS Y REDES I
AÑO 2020
GUÍA Nº: 5
POTENCIA ELÉCTRICA
POTENCIA: Se define la potencia como la energía consumida o producida por un elemento eléctrico. La Potencia se denomina con la letra P y se mide en vatios (W).Cuanto mayor sea la potencia de un dispositivo más energía consumirá durante el tiempo que esté conectado, aunque, lógicamente, también será mayor la cantidad de luz suministrada, el calor producido o la rapidez y fuerza del movimiento de un motor.
Ejemplo 1: Si se conecta una resistencia de 10 ohmios a una batería de 12 voltios, la resistencia circula una corriente de 1.2 amperios, entonces la potencia que se consume en esta resistencia (en calor) se puede calcular de tres maneras diferentes:
• P = V x I = 12 x 1.2 = 14.4 watts (vatios).
• P = I2x R = (1.2)2x 10 = 14.4 watts, que nos dice que la potencia consumida en una resistencia es proposicional al cuadrado de la corriente que circula por ella.
• P = V2/R =(12)2/ 10 = 14.4 watts, en este caso la potencia consumida en la resistencia es inversamente proporcional al voltaje entre sus terminales.
Si tenemos que escoger una resistencia para este circuito, tiene que ser de 15 watts o más
.
Ejemplo 2: Si se conecta una resistencia de 120 ohmios a una batería de 9 voltios, por la resistencia circula una corriente de 0.075 amperios (75 mA), entonces la potencia que se consume en esta resistencia (en calor) se puede calcular de tres maneras diferentes:
• P = V x I = 9 x 0.075 = 0.675 watts (vatios)
• P = I2xR = (0.075)2x 120 = 0.675 watts, que nos dice que la potencia consumida en una resistencia es proposicional al cuadrado de la corriente que circula por ella.
• P = V2/R =(9)2/ 120 = 0.675 watts, en este caso la potencia consumida en la resistencia es inversamente proporcional al voltaje entre sus terminales.
Si tenemos que escoger una resistencia para este circuito, tiene que ser de 1 watt o más.
Ejemplo 3.- En la siguiente red en paralelo calcular los siguientes puntos a) La Resistencia Total, b) La Corriente Total, c) Calcular la corriente en I1 e I2, d) Determine la Potencia para cada carga resistiva, e) Determine la
potencia entregada por la fuente.
Solución:
a) La resistencia Total: Aplicamos la fórmula, pero antes de ello te quiero mostrar una manera de hacerlo más fácil pero solo es aplicable cuando hay solo dos resistencias
en paralelo ( o sea cuando queremos hacerlo con dos resistencias).
Aplicamos la siguiente fórmula:
y con eso obtenemos lo siguiente:
Por lo que 6 Ohms vendría a ser nuestra resistencia equivalente.
b) La corriente Total: Para encontrar la corriente total, aplicamos la Ley del Ohm, y como ya tenemos una fuente de tensión de 24 Volts, nada más
reemplazaremos en la fórmula.
Por lo que la corriente que pasa a través de todo el circuito es de 4.5 Amperes, pero eso no significa que en las resistencias de 9 y 18 ohms también pase esa corriente, pues en paralelo las corrientes no son iguales, se tienen que calcular por aparte, pero lo que si sabemos es que en paralelo las tensiones son las mismas, por lo que podemos afirmar que en cada resistencia habrá 27 Volts.
c) Calcular la corriente I1 e I2: Para poder hacer el cálculo de la corriente que pasa a través de la resistencia de 9 Ohms, es muy sencillo, pues ya sabemos que en cada resistencia van a pasar 27 volts, por lo que ahora nada más basta con
relacionar la ley del ohm y aplicarla.
Ahora calculamos la otra corriente.
Listo!!!!
Ahora podemos, comprobar si la suma de las corrientes en paralelo nos da la corriente total del circuito, para ello;
Por lo que podemos observar que efectivamente si cumple 😀
d) La potencia en cada carga resistiva: Para poder calcular la potencia en cada resistencia es muy fácil, pues es necesario aplicar la fórmula de la potencia eléctrica.
Aplicamos para la primera resistencia de 9 Ohms, que nos dio una corriente de 3 Amperes.
La otra resistencia de 18 Ohms
Si sumamos ambas potencias, obtendremos lo siguiente:
e) La potencia entregada por la fuente: Para ello, vamos a realizar lo siguiente:
Por lo que la potencia total es de 121.5 Watts, algo similar a la suma de las potencias individuales de cada resistencia.
Por lo que podemos concluir, que: La potencia total en un arreglo de resistencias en paralelo es igual a la suma individual de la potencia de cada resistencia.
Ejemplo 4.- En la siguiente red encontrar lo siguiente: a) Determine la R3, b) Calcule la Tensión de la fuente, c) Encuentre la Corriente Total, d) Encuentre la Corriente en la resistencia de 20 Ohms, e) Determine la Potencia en la resistencia de 20 Ohms
a) Determinar la R3: Para encontrar la resistencia 3, debemos observar que la resistencia equivalente o total del circuito ya se tiene y es igual a 4 Ohms, por
lo que ahora tenemos algo similar a lo siguiente:
Por lo que tendremos que despejar a la resistencia 3, para poder encontrarla.
Despejando nos queda:
b) Calcula la tensión de la fuente: Para poder encontrar la tensión de la fuente, debemos tener la corriente que pasa a través del circuito, así como también la resistencia total, y para ello debemos recordar que en paralelo, la fuente de voltaje que tiene una resistencia es la que tendrá en todo el arreglo, y vemos que la resistencia de 10 Ohms, tiene una corriente de 4 Amperes, por lo cual procedemos al cálculo.
Por lo que la tensión de la fuente, es de 40 Volts.
c) Encontrar la corriente total: Muy fácil si ya sabemos la fuente de voltaje total y su resistencia total, pues nada más aplicamos la ley del Ohm
Por lo que la corriente total es de 10 Amperes.
d) Encontrar la corriente en la Resistencia de 20 Ohms: Para ello, observamos que en esa resistencia tendremos 40 Volts que pasarán por ahí, aplicando la ley del Ohm nuevamente, observamos que;
e) Calcular la potencia en la Resistencia de 20 Ohms: Para ello, si sabemos que en esa resistencia pasan 2 Amperes de corriente, y una fuente de tensión de 40 Volts, procedemos aplicar.
y sustituyendo en la fórmula, tenemos;
Por lo que la potencia disipada por esa resistencia, es de 80 Watts.
ACTIVIDAD A DESARROLLAR POR EL ALUMNO 1) Contesta el siguiente cuestionario
a) ¿Que es la potencia eléctrica?
b) ¿Cuáles son las unidades de medida usadas para indicar la potencia eléctrica?
c) ¿Qué ecuaciones se pueden usar para calcular la potencia eléctrica de una resistencia eléctrica?
A)- REALIZA LOS SIGUIENTES EJERCICIOS.
Problema 1: Calcular el valor de la resistencia que se debe conectar en paralelo con una resistencia de 12Ω para que la resistencia equivalente del circuito se reduzca a 8Ω.
Problema 2: Calcular la resistencia equivalente de tres resistencias cuyos valores son R1 = 3Ω, R2 = 6Ω y R3 = 8Ω, conectadas primero a) en serie, b) en paralelo
Problema 3: Tres aparatos eléctricos de 8Ω, 15Ω y 20Ω,se conectan en paralelo a una batería de 45V, a) calcular la resistencia equivalente
o total, b) determinar la corriente total suministrada por la batería, c) ¿cuál es la corriente que circula en cada aparato?
B)- Visita los siguientes sitios web:
https://youtu.be/mFmCBezKlCQ?t=429 https://youtu.be/xbItEKn_ZgA?t=365 https://youtu.be/7rInZ_CY4uQ?t=186
Para realizar consultas sobre la presente guía dirígete a:
[email protected] Profesor Raul Gonzalez
Director: Arquitecto Eduardo Yáñez
