Guia de induccion de la Ley de Ohm, Ley de Watt y Leyes de Kirchhoff.

Page 1

Servicio Nacional de Aprendizaje – SENA REGIONAL NORTE DE SANTANDER

Fecha: FEBREO DEL 2010

C.I.E.S

Sistema de Gestión de la Calidad

LEY DE OHM, LEY DE WATT Y LEYES DE KIRCHHOFF GUIA DE APRENDIZAJE

Página 1 de 27

1. IDENTIFICACIÓN DE LA GUÍA DE APRENDIZAJE Fecha: Febrero del 2010 Código: 280501015 Programa de Formación: Duración Etapa Lectiva: Mantenimiento Electrónico E Instrumental 2640 Horas Industrial Duración Etapa Productiva: 880 Horas Duración de la Formación: 3520 Horas Módulo de Formación: Duración: Corregir de un bien los sistemas electronicos e instrumental industrial de 960 Horas acuerdo con sus especificaciones tecnicas Modalidad de Formación: Presencial Resultado de aprendizaje: Detectar fallas en la circuiteria electrónica y elaborar procedimientos para la fabricación, reconstrucción o reemplazo de circuitos o sistemas electrónicos industriales que permitan el alistamiento justo a tiempo Duración de la Guía: 30 Horas 2. INTRODUCCIÓN

Estimado Aprendiz:

La ley de Ohm, la ley de Watt y las leyes de Kirchhoff son leyes fundamentales y excelentes herramientas analíticas con que todo estudiante, técnico, tecno cuenta para realizar el análisis de circuitos eléctricos. Por esta razón, esta guía ha sido diseñada para que USTED conozca, maneje y aplique estas tres leyes de manera correcta y eficaz. Se le recomienda realizar toda la guía de aprendizaje y complementarla con ejercicios extras que serán suministrados por el instructor. La resolución de la guía se debe anexar a su portafolio. Recuerde que en el camino para adquirir el conocimiento se encuentran algunos obstáculos, pero cuando aparecen, siempre tendrán una mano amiga para superarlos: Su instructor. Ánimo y empecemos ya!!!!!


Servicio Nacional de Aprendizaje – SENA REGIONAL NORTE DE SANTANDER

Fecha: FEBREO DEL 2010

C.I.E.S

Sistema de Gestión de la Calidad

LEY DE OHM, LEY DE WATT Y LEYES DE KIRCHHOFF GUIA DE APRENDIZAJE

Página 2 de 27

3. ACTIVIDADES Y ESTRATEGIAS DE APRENDIZAJE •

ACTIVIDAD 1: Recuerde la explicación dada por el instructor a cerca de la ley de Ohm, ley de Watt y leyes de Kirchhoff. Coloque las diferentes fórmulas que podemos encontrar de cada una de ellas.

ACTIVIDAD 2: Utilizando la ley de Ohm, halle todos los valores de voltaje y de corriente de cada uno de los componentes de los siguientes circuitos.


Servicio Nacional de Aprendizaje – SENA REGIONAL NORTE DE SANTANDER

Fecha: FEBREO DEL 2010

C.I.E.S

Sistema de Gestión de la Calidad

LEY DE OHM, LEY DE WATT Y LEYES DE KIRCHHOFF GUIA DE APRENDIZAJE

Página 3 de 27

ACTIVIDAD 3: Utilizando la ley de Watt, calcule la potencia para cada uno de los componentes de los circuitos de la Actividad 2.

ACTIVIDAD 4: Para cada circuito calcule el valor de las resistencias, voltajes y potencias faltantes. Identifique cuál ley debe usar en cada caso o si debe usarlas ambas.


Servicio Nacional de Aprendizaje – SENA REGIONAL NORTE DE SANTANDER

Fecha: FEBREO DEL 2010

C.I.E.S

Sistema de Gestión de la Calidad

LEY DE OHM, LEY DE WATT Y LEYES DE KIRCHHOFF GUIA DE APRENDIZAJE

Página 4 de 27

ACTIVIDAD 5: Para el circuito que se muestran a continuación, halle todos los valores de corrientes, voltajes, potencias y resistencias faltantes, aplicando las leyes de Kirchhoff, ley de Ohm y ley de Watt.

4. EVALUACIÓN EVIDENCIAS APRENDIZAJE

DE

EVALUACIÓN

INSTRUMENTOS EVALUACIÓN

DE

Identifica la ley de Ohm, ley de Análisis e Watt y leyes de Kirchhoff. Interpretación de Analiza e interpreta circuitos Instrumento: Cuestionario Circuitos en resistivos basados en la ley de Corriente Continua Ohm, ley de Watt y leyes de Kirchhoff.

5. BIBLIOGRAFÍA    

ELECTROTECNIA. Fundamentos Teóricos y Aplicaciones Prácticas. es.wikipedia.org/wiki/Electrotecnia Análisis de Circuitos en Ingeniería. William H. Hayt – Jack E. Kemmerly Circuitos eléctricos de James W. Nilson


Fecha: FEBREO DEL 2010

Servicio Nacional de Aprendizaje – SENA REGIONAL NORTE DE SANTANDER C.I.E.S

Sistema de Gestión de la Calidad

LEY DE OHM, LEY DE WATT Y LEYES DE KIRCHHOFF GUIA DE APRENDIZAJE

Elaborado por: Ing. Hernando Gómez Palencia

Fecha:

Página 5 de 27

9

02

2010

DESARROLLO DE LA GUIA

ACTIVIDAD 1: Recuerde la explicación dada por el instructor a cerca de la ley de Ohm, ley de Watt y leyes de Kirchhoff. Coloque las diferentes fórmulas que podemos encontrar de cada una de ellas.

Para realizar el análisis de circuitos eléctricos es necesario conocer unas leyes, que son muy importantes a la hora de solucionar estos circuitos, como son: la ley de ohm, ley de Watt y las leyes de kirchhoff.

LEY DE OHM: La Ley de Ohm establece que "la intensidad de la corriente eléctrica que circula por un conductor eléctrico es directamente proporcional a la diferencia de potencial aplicada e inversamente proporcional a la resistencia del mismo", se puede expresar matemáticamente en la siguiente ecuación:


Servicio Nacional de Aprendizaje – SENA REGIONAL NORTE DE SANTANDER

Fecha: FEBREO DEL 2010

C.I.E.S

Sistema de Gestión de la Calidad

LEY DE OHM, LEY DE WATT Y LEYES DE KIRCHHOFF GUIA DE APRENDIZAJE

Página 6 de 27

Donde, empleando unidades del Sistema internacional, tenemos que: I = Intensidad en amperios (A) V = Diferencia de potencial en voltios (V) ó (U) R = Resistencia en ohmios (Ω). Esta ley no se cumple, por ejemplo, cuando la resistencia del conductor varía con la temperatura, y la temperatura del conductor depende de la intensidad de corriente y el tiempo que esté circulando. La ley define una propiedad específica de ciertos materiales por la que se cumple la relación:

Un conductor cumple la Ley de Ohm sólo si su curva V-I es lineal, esto es si R es independiente de V y de I.

LEY DE WATT: Si a un determinado cuerpo le aplicamos una fuente de alimentación (es decir le aplicamos un Voltaje) se va a producir dentro del cuerpo una cierta corriente eléctrica. Dicha corriente será mayor o menor dependiendo de la resistencia del cuerpo. Este consumo de corriente hace que la fuente este entregando una cierta potencia eléctrica; o dicho de otra forma el cuerpo esta consumiendo determinada cantidad de potencia. Esta potencia se mide en Watt. Por ejemplo una lámpara eléctrica de 40 Watt consume 40 watt de potencia eléctrica. Para calcular la potencia se debe multiplicar el voltaje aplicado por la corriente que atraviesa al cuerpo. La ley de Watt, establece que la potencia en un aparato eléctrico se puede determinar mediante la siguiente fórmula:


Servicio Nacional de Aprendizaje – SENA REGIONAL NORTE DE SANTANDER

Fecha: FEBREO DEL 2010

C.I.E.S

Sistema de Gestión de la Calidad

LEY DE OHM, LEY DE WATT Y LEYES DE KIRCHHOFF GUIA DE APRENDIZAJE

Página 7 de 27

LEYES DE KIRCHHOFF: Las leyes de Kirchhoff fueron formuladas por Gustav Robert Kirchhoff en 1845, cuando aún era estudiante. Estas son: •

la Ley de los nodos o ley de corrientes.

la Ley de las "mallas" o ley de tensiones.

Son muy utilizadas en ingeniería eléctrica para obtener los valores de intensidad de corriente y potencial en cada punto de un circuito eléctrico. Surgen de la aplicación de la ley de conservación de la energía. En circuitos complejos, así como en aproximaciones de circuitos dinámicos, se pueden aplicar utilizando un algoritmo sistemático, sencillamente programable en sistemas de cálculo informatizado mediante matrices de un solo núcleo.

Ley de los nodos o ley de corrientes de Kirchhoff: (LCK, ley de corriente de Kirchhoff) En todo nodo, donde la densidad de la carga no varíe en un instante de tiempo, la suma de corrientes entrantes es igual a la suma de corrientes salientes. La suma de todas las intensidades que entran y salen por un Nodo es igual a cero.


Servicio Nacional de Aprendizaje – SENA REGIONAL NORTE DE SANTANDER

Fecha: FEBREO DEL 2010

C.I.E.S

Sistema de Gestión de la Calidad

LEY DE OHM, LEY DE WATT Y LEYES DE KIRCHHOFF GUIA DE APRENDIZAJE

Página 8 de 27

Ley de las "mallas" o ley de tensiones de Kirchhoff: (LVK - Ley de voltaje de Kirchhoff.) En toda malla la suma de todas las caídas de tensión es igual a la suma de todas las subidas de tensión.

ACTIVIDAD 2: Utilizando la ley de Ohm, halle todos los valores de voltaje y de corriente de cada uno de los componentes de los siguientes circuitos.


Servicio Nacional de Aprendizaje – SENA REGIONAL NORTE DE SANTANDER

Fecha: FEBREO DEL 2010

C.I.E.S

Sistema de Gestión de la Calidad

LEY DE OHM, LEY DE WATT Y LEYES DE KIRCHHOFF GUIA DE APRENDIZAJE

CIRCUITO1 Aplicando ley de voltajes de kirchhoff en este circuito se tiene: +5v - i*R1 - i*R2 - i*R3 = 0 -i *(R1 + R2 + R3) = -5v multiplico ambos lados por (-1) i *(R1 + R2 + R3) = 5v i * (16.6kΩ) = 5v i = 5v / 16.6kΩ i = 0.3mA

Aplicando ley de ohm VR1= i * R1 : VR1= (0.3 mA * 10 kΩ) : VR2= i * R2 : VR2= (0.3 mA * 5 kΩ) :

VR1 = 3v

VR2 = 1.5v

VR3= i * R3 : VR3= (0.3 mA * 1.6 kΩ) : VR3 = 0.5v

Página 9 de 27


Servicio Nacional de Aprendizaje – SENA REGIONAL NORTE DE SANTANDER

Fecha: FEBREO DEL 2010

C.I.E.S

Sistema de Gestión de la Calidad

LEY DE OHM, LEY DE WATT Y LEYES DE KIRCHHOFF GUIA DE APRENDIZAJE

CIRCUITO 2 Aplicando ley de voltajes de kirchhoff en este circuito se tiene: +5v - i*R1 - i*R2 - i*R3 = 0 -i *(R1 + R2 + R3) = -5v multiplico ambos lados por (-1) i *(R1 + R2 + R3) = 5v i * (15.5 kΩ) = 5v i = 5v / 15.5kΩ i= 0.32mA Aplicando ley de ohm VR1= i * R1 : VR1= (0.32 mA * 3 kΩ) :

VR1 = 0.96v

VR2= i * R2 : VR2= (0.32mA * 10 kΩ) :

VR2 = 3.2v

VR3= i * R3 : VR3= (0.32 mA * 2.5 kΩ) :

VR3 = 0.8v

Página 10 de 27


Servicio Nacional de Aprendizaje – SENA REGIONAL NORTE DE SANTANDER

Fecha: FEBREO DEL 2010

C.I.E.S

Sistema de Gestión de la Calidad

LEY DE OHM, LEY DE WATT Y LEYES DE KIRCHHOFF GUIA DE APRENDIZAJE

CIRCUITO 3 Aplicando ley de voltajes de kirchhoff en este circuito se tiene: +5v - i*R1 – i2*R2 - i*R3 = 0 +5v – i* (R1 + R3) = + i2*R2 i2 = (+5v – (i * (R1 + R3) ) ) / (R2 ) i2 = ( +5v – ( i* (5.5 kΩ) ) ) / (10 kΩ ) i2 = +

5 5.5kΩ v− i (1) 10kΩ 10kΩ

+5v - i*R1 – i1*R4 - i1*R5 - i*R3 = 0 +5v – i * (R1 + R3 ) - i1*( R4 + R5 ) = 0 +5v – i * (R1 + R3 ) = i1*( R4 + R5 ) i1 = ( (+5v – ( i * (R1 + R3 ) ) )/ ( ( R4 + R5 ) ) ) i1 = ( (+5 – ( i * (5.5 kΩ) ) ) / ( (3.5 kΩ) ) ) i1 =

5 5.5kΩ v− i (2) 3.5kΩ 3.5kΩ

Aplicando ley de corrientes de kirchhoff en este circuito se tiene: i = i1 + i2 (3)

Página 11 de 27


Servicio Nacional de Aprendizaje – SENA REGIONAL NORTE DE SANTANDER

Fecha: FEBREO DEL 2010

C.I.E.S

LEY DE OHM, LEY DE WATT Y LEYES DE KIRCHHOFF GUIA DE APRENDIZAJE

Sistema de Gestión de la Calidad

Página 12 de 27

(1) y (2) en (3) i=

i=

5 5.5kΩ 5 5.5kΩ v− i+ v− i 3.5kΩ 3.5kΩ 10kΩ 10kΩ

− ((5.5kΩ) * (10kΩ)) − ((5.5kΩ) * (3.5kΩ)) (5 * (10kΩ)) + (5 * (3.5kΩ)) i+ v 35MΩ 35MΩ

i=

− 55MΩ −19.25MΩ 50kΩ +17.5kΩ i+ v 35MΩ 35MΩ

i =−

i+

74.25MΩ 67.5kΩ i+ v 35MΩ 35MΩ

74.25MΩ 67.5kΩ i =+ v 35MΩ 35MΩ

35MΩi + 74.25MΩi 67.5kΩ = v 35MΩ 35MΩ 35MΩ i+ 74.25 MΩ i = 67.5 kΩ 109.25 MΩ i = 67.5 vkΩ i=

67.5vkΩ 109.25MΩ

i = 0.617 mA Reemplazo i en (1) y en ( 2) para hallar i1 y i2 De (1)


Servicio Nacional de Aprendizaje – SENA REGIONAL NORTE DE SANTANDER

Fecha: FEBREO DEL 2010

C.I.E.S

LEY DE OHM, LEY DE WATT Y LEYES DE KIRCHHOFF GUIA DE APRENDIZAJE

Sistema de Gestión de la Calidad

i2 = +

5v 5.5kΩ* 0.617mA − 10kΩ 10kΩ

i 2 = 0.5mA −

3.3935mA 10

i2 = 0.5mA − 0.33935mA i2= 0.16065mA

De (2) i1 = +

5v 5.5kΩ* 0.617 mA − 3.5kΩ 3.5kΩ

i1 = 1.4286mA −

3.3935 A 3.5kΩ

i1 =

(1.4286mA * 3.5) − 3.3935mA 3. 5

i1 =

5.0001mA − 3.3935mA 3.5 i1 =

1.6066mA 3.5

I1= 0.4590mA; i2= 0.16065mA; i = 0.617 mA

Aplicando ley de ohm VR1= i * R1 : VR1= (0.617 mA * 3 kΩ) :

VR1 = 1.851v

VR2= i2 * R2 : VR2= (0.16065 mA * 10 kΩ) :

VR2 = 1.6065v

Página 13 de 27


Servicio Nacional de Aprendizaje – SENA REGIONAL NORTE DE SANTANDER

Fecha: FEBREO DEL 2010

C.I.E.S

Sistema de Gestión de la Calidad

LEY DE OHM, LEY DE WATT Y LEYES DE KIRCHHOFF GUIA DE APRENDIZAJE

VR3= i * R3 : VR3= (0.617 mA * 2.5 kΩ) :

VR3 = 1.5425v

VR4= i1 * R4 : VR4= (0.4590 mA * 2 kΩ) :

VR4 = 0.918v

VR5= i1 * R5 : VR5= (0.4590 mA * 1.5 kΩ) :

VR5 = 0.6885v

Página 14 de 27

ACTIVIDAD 3: Utilizando la ley de Watt, calcule la potencia para cada uno de los componentes de los circuitos de la Actividad 2. Del circuito 1: i = 0.3mA ; la corriente es la misma por que las resistencias estan en serie iR1= iR2= iR3= i VR1 = 3v

PR1= i* VR1= 0.3mA *3v= 0.9mW

VR2 = 1.5v PR2= i* VR2= 0.3mA *1.5v= 0.45mW VR3 = 0.5v PR3= i* VR3= 0.3mA *0.5v= 0.15mW Pfuente= i* Vfuente= 0.3mA *5v= 1.5mW Donde la potencia que produce la fuente, debe ser la suma de todos los demas elementos pasivos presentes en el circuito. PELEMENTOS PASIVOS= PR1+ PR2+ PR3 = 0.9Mw+0.45mW+0.15mW=1.5mW Como se puede ver la potencia que disipa estos elementos es igual a la producida por la fuente.

Del circuito 2: i= 0.32mA; la corriente es la misma por que las resistencias estan en serie


Servicio Nacional de Aprendizaje – SENA REGIONAL NORTE DE SANTANDER

Fecha: FEBREO DEL 2010

C.I.E.S

Sistema de Gestión de la Calidad

LEY DE OHM, LEY DE WATT Y LEYES DE KIRCHHOFF GUIA DE APRENDIZAJE

Página 15 de 27

iR1= iR2= iR3= i VR1 = 0.96v

PR1= i* VR1= 0.32mA *0.96v= 0.3072mW

VR2 = 3.2v PR2= i* VR2= 0.32mA *3.2v= 1.024mW VR3 = 0.8v PR3= i* VR3= 0.32mA *0.8v= 0.256mW Pfuente= i* Vfuente= 0.32mA *5v= 1.6mW Donde la potencia que produce la fuente, debe ser la suma de todos los demas elementos pasivos presentes en el circuito. PELEMENTOS PASIVOS= PR1+ PR2+ PR3 = 0.3072mW+1.024mW+0.256mW=1.5872mW Como se puede ver la potencia que disipa estos elementos es igual a la producida por la fuente.

Del circuito 3: Los valores para la corriente se muestran como se indican en el circuito: i = 0.617 mA I1= 0.4590mA i2= 0.16065mA

VR1 = 1.851v

PR1= i* VR1= 0.617mA *1.851v= 1.142067mW

VR2 = 1.6065v PR2= i2* VR2= 0.16065mA *1.6065v= 0.258084mW


Servicio Nacional de Aprendizaje – SENA REGIONAL NORTE DE SANTANDER

Fecha: FEBREO DEL 2010

C.I.E.S

Sistema de Gestión de la Calidad

LEY DE OHM, LEY DE WATT Y LEYES DE KIRCHHOFF GUIA DE APRENDIZAJE

Página 16 de 27

VR3 = 1.5425v PR3= i* VR3= 0.617mA *1.5425v= 0.951722mW VR4 = 0.918v

PR4= i1* VR1= 0.4590mA *0.918v= 0.421362mW

VR5 = 0.6885 v PR5= i1* VR2= 0.4590mA *0.6885v= 0.316021mW

Pfuente= i* Vfuente= 0.617mA *5v= 3.085mW Donde la potencia que produce la fuente, debe ser la suma de todos los demas elementos pasivos presentes en el circuito. PELEMENTOS PASIVOS= PR1+ PR2+ PR3+ PR4+ PR5= 1.142067mW+0.258084mW+0.951722mW+0.421362mW+0.316021mW=3.089256 mW Como se puede ver la potencia que disipa estos elementos es igual a la producida por la fuente.

ACTIVIDAD 4: Para cada circuito calcule el valor de las resistencias, voltajes y potencias faltantes. Identifique cuál ley debe usar en cada caso o si debe usarlas ambas.


Servicio Nacional de Aprendizaje – SENA REGIONAL NORTE DE SANTANDER

Fecha: FEBREO DEL 2010

C.I.E.S

Sistema de Gestión de la Calidad

LEY DE OHM, LEY DE WATT Y LEYES DE KIRCHHOFF GUIA DE APRENDIZAJE

CIRCUITO 4 Aplicando ley de voltajes de kirchhoff en este circuito se tiene: +7v – 1.5v – i1* R4 – 2v –i *R3 = 0 + 3.5v –i *R3 = + i1* R4 i * R3 = + 3.5v - i1* R4

i=

3.5v − (i1 * R4 ) R3

i=

3.5v − (2kΩ)i1 2.5kΩ

(1)

Aplicando nuevamente LVK : + i2* R2 – i1* R4 – 2v = 0 + i2* (10kΩ) = 2v + i1* (2kΩ)

i2 =

2v + ( 2kΩ)i1 (2) 10kΩ

Aplicando ley de corrientes de kirchhoff en este circuito se tiene: i = i1 + i2 (3) Reemplazando (1) y (2) en(3)

3.5v − ( 2kΩ)i1 2v + (2kΩ)i1 = i1 + 2.5kΩ 10kΩ

Página 17 de 27


Servicio Nacional de Aprendizaje – SENA REGIONAL NORTE DE SANTANDER

Fecha: FEBREO DEL 2010

C.I.E.S

Sistema de Gestión de la Calidad

LEY DE OHM, LEY DE WATT Y LEYES DE KIRCHHOFF GUIA DE APRENDIZAJE

3.5v − 2kΩi1 (10kΩ)i1 + 2v + (2kΩ)i1 = 2.5kΩ 10kΩ

10kΩ * (3.5v-2kΩ i1) = 2.5kΩ * ((10kΩ) i1+2v+(2k Ω) i1 ) 35 k v – 20 MΩ i1 = 25 MΩ i1 + 5kv + 5 MΩ i1 35kv – 5kv = 20 MΩ i1 + 25 MΩ i1 + 5 MΩ i1 30kv= 50 MΩ i1 i1 =

30kv 50 MΩ

i1= 0.6mA Con i1 puedo reemplazarlo en las ecuaciones (1) y (2) para hallar i y i2

i=

3.5v − (2kΩ)i1 2.5kΩ

i=

3.5v − (( 2kΩ) * (0.6mA)) 2.5kΩ

i=

3.5v −1.2V 2.5kΩ

i=

2.3V 2.5kΩ

i = 0.92mA

i2 =

2v + ( 2kΩ)i1 10kΩ

i2 =

2v + (2kΩ * 0.6mA) 10kΩ

Página 18 de 27


Servicio Nacional de Aprendizaje – SENA REGIONAL NORTE DE SANTANDER

Fecha: FEBREO DEL 2010

C.I.E.S

Sistema de Gestión de la Calidad

i2 =

2v +1.2v 10kΩ

i2 =

3.2v 10kΩ

LEY DE OHM, LEY DE WATT Y LEYES DE KIRCHHOFF GUIA DE APRENDIZAJE

Página 19 de 27

i2= 0.32mA Para hallar R1 Y R5 aplicamos la ley de ohm: i1= 0.6mA: i = 0.92mA: i2= 0.32mA

R1 =

VR1 1.5v = = 1.6 kΩ i 0.92mA

R5 =

VR5 2v = = 3.3 kΩ i1 0.6mA

Aplicando ley de ohm VR1= i * R1 : VR1= (0.92 mA * 1.6 kΩ) :

VR1 = 1.472v

VR2= i2 * R2 : VR2= (0.32 mA * 10 kΩ) :

VR2 = 3.2v

VR3= i * R3 : VR3= (0.92 mA * 2.5 kΩ) :

VR3 = 2.3v

VR4= i1 * R4 : VR4= (0.6 mA * 2 kΩ) :

VR4 = 1.2v

VR5= i1 * R5 : VR5= (0.6 mA * 3.3 kΩ) :

VR5 = 1.98v

Los valores para la corriente se muestran como se indican en el circuito: i = 0.92 mA I1= 0.6mA i2= 0.32mA

VR1 = 1.472v

PR1= i* VR1= 0.92mA *1.472v= 1.35424mW


Servicio Nacional de Aprendizaje – SENA REGIONAL NORTE DE SANTANDER

Fecha: FEBREO DEL 2010

C.I.E.S

LEY DE OHM, LEY DE WATT Y LEYES DE KIRCHHOFF GUIA DE APRENDIZAJE

Sistema de Gestión de la Calidad

VR2 = 3.2v

PR2= i2* VR2= 0.32mA *3.2v= 1.024mW

VR3 = 2.3v

PR3= i* VR3= 0.92mA *2.3v= 2.116mW

VR4 = 1.2v

PR4= i1* VR1= 0.6mA *1.2v= 0.72mW

VR5 = 1.98 v

PR5= i1* VR2= 0.6mA *1.98v= 1.188mW

Página 20 de 27

Pfuente= i* Vfuente= 0.92mA *7v= 6.44mW Donde la potencia que produce la fuente, debe ser la suma de todos los demas elementos pasivos presentes en el circuito. PELEMENTOS

PASIVOS

= PR1+ PR2+ PR3+ PR4+ PR5= 1.35424mW +1.024mW +2.116mW

+0.72mW +1.188mW =6.40224mW Como se puede ver la potencia que disipa estos elementos es igual a la producida por la fuente.


Servicio Nacional de Aprendizaje – SENA REGIONAL NORTE DE SANTANDER

Fecha: FEBREO DEL 2010

C.I.E.S

Sistema de Gestión de la Calidad

LEY DE OHM, LEY DE WATT Y LEYES DE KIRCHHOFF GUIA DE APRENDIZAJE

Página 21 de 27

Circuito 5 Como las resistencias estan en serie la corriente es la misma por lo tanto, aplicando la ley de ohm :

R1 =

V R1 3.5v = =0.7kΩ i 0.2mA

VR2= i * R2 = 0.2m A * 10k Ω = 2v VR1= 3.5V Aplicando ley de voltajes de kirchhoff en este circuito se tiene: +8 – VR1- VR2 –VR3 = 0 +8 - 3.5V -2V = VR3 VR3= 2.5v

R3 =

VR3 2.5v = = 12.5 KΩ i 0.2mA

i = 0.2mA ; la corriente es la misma por que las resistencias estan en serie iR1= iR2= iR3= i VR1 = 3.5v PR1= i* VR1= 0.2mA *3.5v= 0.7mW VR2 = 2v

PR2= i* VR2= 0.2mA *2v= 0.4mW

VR3 = 2.5v PR3= i* VR3= 0.2mA *2.5v= 0.5mW Pfuente= i* Vfuente= 0.2mA *8v= 1.6mW


Servicio Nacional de Aprendizaje – SENA REGIONAL NORTE DE SANTANDER

Fecha: FEBREO DEL 2010

C.I.E.S

Sistema de Gestión de la Calidad

LEY DE OHM, LEY DE WATT Y LEYES DE KIRCHHOFF GUIA DE APRENDIZAJE

Página 22 de 27

Donde la potencia que produce la fuente, debe ser la suma de todos los demas elementos pasivos presentes en el circuito. PELEMENTOS PASIVOS= PR1+ PR2+ PR3 = 0.7mW+0.4mW+0.5mW=1.6mW Como se puede ver la potencia que disipa estos elementos es igual a la producida por la fuente.

ACTIVIDAD 5: Para el circuito que se muestran a continuación, halle todos los valores de corrientes, voltajes, potencias y resistencias faltantes, aplicando las leyes de Kirchhoff, ley de Ohm y ley de Watt.

CIRCUITO 6


Servicio Nacional de Aprendizaje – SENA REGIONAL NORTE DE SANTANDER

Fecha: FEBREO DEL 2010

C.I.E.S

Sistema de Gestión de la Calidad

LEY DE OHM, LEY DE WATT Y LEYES DE KIRCHHOFF GUIA DE APRENDIZAJE

Aplicando ley de voltajes de kirchhoff en este circuito se tiene: +12v – i1* R1 – i2* R2– i1 *R3 = 0 + 12v – i1* (R1+R3) = + i2* R2

i2 =

12v − i1 * ( R1 + R3 ) R2

i2 =

12v − i1 * (10Ω + 15Ω) R2

i2 =

12v − ((0.4 A) * (25Ω)) 12v − 10v 2v = = R2 R2 R2

VR2= 2v Como R2 Y R6 estan en paralelo tienen el mismo voltaje, por tanto: VR2 = VR6 VR6 = 2v Aplicando ley de corrientes de kirchhoff en este circuito se tiene: i6= i3 + i4 Como i6=0.04A y i4= 0.1A i3 = I6 - i4 i3 = 0.04A – 0.1A i3 = -0.06A De otro punto podemos decir que: i1=0.4A i1= i2 + i3 i2= i1 – i3

Página 23 de 27


Servicio Nacional de Aprendizaje – SENA REGIONAL NORTE DE SANTANDER

Fecha: FEBREO DEL 2010

C.I.E.S

Sistema de Gestión de la Calidad

LEY DE OHM, LEY DE WATT Y LEYES DE KIRCHHOFF GUIA DE APRENDIZAJE

i2= 0.4A – (-0.06A) i2=0.4A +0.06A i2=0.46A De otro punto podemos decir que: i2= i1 + i5 i5= i2 – i1 i5= 0.46A – 0.4A i5= 0.06A Para hallar R2 , R4 , VR1, VR3,VR4 Y VR5 desarrollamos de la siguiente forma: VR1 = i1* R1 VR1 = 0.4 A * 10Ω VR1 = 4v

R2 =

VR 2 2v = = 4.35Ω i2 0.46 A

VR3 = i1* R3 VR3 = 0.4A * 15 Ω VR3 = 6v

VR5 = i4* R5 VR5 = 0.1A * 20 Ω VR5 = 2v Aplicando ley de voltajes de kirchhoff en este circuito se tiene: 12 – VR1 + VR4 + VR5 - VR3 = 0

Página 24 de 27


Servicio Nacional de Aprendizaje – SENA REGIONAL NORTE DE SANTANDER

Fecha: FEBREO DEL 2010

C.I.E.S

Sistema de Gestión de la Calidad

LEY DE OHM, LEY DE WATT Y LEYES DE KIRCHHOFF GUIA DE APRENDIZAJE

Página 25 de 27

VR4 = -12v + VR1 + VR3 - VR5 VR4 = -12v + 4v +6v – 2v VR4 = - 4 v

R4 =

VR 4 4v = = 40Ω i4 0.1A

Los valores para la corriente se muestran como se indican en el circuito: I1= 0.4A i2= 0.46A I3= -0.06A I4= 0.1A I5= 0.06A I6= 0.04A

VR1 = 4v

PR1= i1* VR1= 0.4 A *4 v= 1.6W

VR2 = 2v

PR2= i2* VR2= 0.46 A * 2v= 0.92W

VR3 = 6v

PR3= i1* VR3= 0.4 A *6 v= 2.4W

VR4 = -4v

PR4= i4* VR4= 0.1 A *(-4v)= - 0.4W

VR5 = 2 v

PR5= i4* VR5= 0.1 A *2v= 0.2W

VR6 = 2 v

PR6= i6* VR6= 0.04 A *2v= 0.08W


Servicio Nacional de Aprendizaje – SENA REGIONAL NORTE DE SANTANDER

Fecha: FEBREO DEL 2010

C.I.E.S

LEY DE OHM, LEY DE WATT Y LEYES DE KIRCHHOFF GUIA DE APRENDIZAJE

Sistema de Gestión de la Calidad

Página 26 de 27

Pfuente= i* Vfuente= 0.4A *12v= 4.8W Donde la potencia que produce la fuente, debe ser la suma de todos los demas elementos pasivos presentes en el circuito. PELEMENTOS

PASIVOS

= PR1+ PR2+ PR3+ PR4+ PR5+ PR6 = 1.6W +0.92W +2.4W - 0.4W

+0.2W +0.08W =4.8W Como se puede ver la potencia que disipa estos elementos es igual a la producida por la fuente.

GUIA DE LEY DE OHM, LEY DE WATT Y LEYES DE KIRCHHOFF

PRESENTADO POR APRENDIZES: VICTOR VARGAS DIEGO GONZALEZ LEONARDO MENDOZA ANDRES ACEVEDO CARLOS SANCHEZ EDWAR CAICEDO


Servicio Nacional de Aprendizaje – SENA REGIONAL NORTE DE SANTANDER

Fecha: FEBREO DEL 2010

C.I.E.S

Sistema de Gestión de la Calidad

LEY DE OHM, LEY DE WATT Y LEYES DE KIRCHHOFF GUIA DE APRENDIZAJE

PRESENTADO A: INSTRUCTOR HERNANDO GOMEZ INGENIERO ELECTRONICO

SAN JOSE DE CUCUTA, 03 DE FEBRERO DE 2010

Página 27 de 27


Turn static files into dynamic content formats.

Create a flipbook
Issuu converts static files into: digital portfolios, online yearbooks, online catalogs, digital photo albums and more. Sign up and create your flipbook.